Описание экспериментальной установки

Установка состоит из фоторезистора на подставке, осветительной лампы К-21-150. Для создания тока в цепи резистора используется выпрямитель ВУП-2.

Рис. 2. Принципиальная схема измерений

Измерение и обработка результатов

А.  Исследование вольтамперных характеристик.

Собрать электрическую цепь, соответствующую рис. 2.

При закрытом окошке фоторезистора получить данные для темновой вольтамперной характеристики. Измерения проводить при пяти значениях напряжения U, которое изменяется в пределах от 0 до 50 В. Результаты занести в таблицу1.

 

Таблица 1.

U	Iт	R1=		R2=
		Iс	Iф	Iс	Iф
		Е1=		Е2=

Открыть окошко фоторезистора, поместить фоторезистор на расстоянии 0,5 м от лампы накаливания и включить ее. Изменяя величину напряжения U, измеряют величину тока I_с и заносят его в таблицу 1. Записывают расстояние R и повторяют предыдущие измерения. Необходимо получить не менее трех вольтамперных характеристик (темновая характеристика измеряется один раз).

По формуле

I_ф = I_с – I_т

определить величину фототока и занести ее в таблицу 1.

При помощи люксметра определяют освещенность рабочей поверхности фоторезистора для всех расстояний, на которых находился от лампы резистор при измерениях. Величины освещенности – Е занести в таблицу 1.

Построить графики вольтамперных характеристик темнового и светового тока, а также фототока тока для всех расстояний, на которых проводились измерения.

Построить график люкс – амперной характеристики.

Определить удельную интегральную чувствительность фоторезистора по формуле

,

где I_Ф - величина фототока (в мА), Ф - световой поток, Е - освещенность, U - приложенное к фоторезистору напряжение. Вычисления провести для нескольких значений напряжения Uи освещенности Е.

Определите среднее значение и погрешность чувствительности фоторезистора.

Вопросы и упражнения.

1. В чем заключается явление внешнего фотоэффекта?

2. В чем заключается явление внутреннего фотоэффекта?

3. Как зависит величина удельного сопротивления от концентрации свободных носителей   заряда?

4. Что такое проводимость?

5. Какие характеристики фоторезисторов Вам известны? Объясните их ход.

6. Происходит ли внутренний фотоэффект в металлах?

7. Происходит ли внешний фотоэффект в полупроводниках?

Приложение

Площадь рабочей поверхности фоторезистора равна S=4×10^-6 м².

 

Лабораторная работа № 16

Качественное исследование спектральных характеристик

Светофильтров

Цель работы:

изучение спектра видимого теплового излучения твердого тела, исследование спектров пропускания светофильтров

Литература:

1. Фриш С. Э., Тиморева А.В. Курс общей физики. т. 3. §256, 260. – М:. Просвещение, 1953.

2. Савельев И. В. Курс общей физики. т. 3. гл. I. – М: Наука. 1982.

  Приборы и принадлежности

Спектрометр УМ-2, газоразрядные трубки, преобразователь, выпрямители ВС-4-12 и ВС-24, лампа накаливания, набор светофильтров.

Введение

Светофильтр – плоскопараллельный слой вещества с избирательным спектром поглощения (пропускания) света. Основной характеристикой светофильтра является спектральный коэффициент пропускания, который определяют как отношение прошедшего через светофильтр монохроматического энергетического потока F_l к потоку Ф_l, падающему на него

.

Коэффициент пропускания светофильтра зависит от длины волны излучения:

.

На рисунке 1 в качестве примера представлена зависимость τ_λ для некоторых светофильтров.

Рис. 1 Коэффициент пропускания для некоторых оптических стекол – светофильтров.

Часто в качестве характеристики светофильтра используют так называемую оптическую плотность. По определению она равна:

Точное измерение величины пропускания производится с помощью спектрофотометров и является достаточно сложной процедурой. В данной работе производится качественное изучение спектральных характеристик светофильтров.