НОФ 2022, IV кръг, експериментална задача — Задача 2. Външен фотоефект

Експериментална задача 1. Гайгер-Мюлеров брояч · 15 т.

Условие

Сглобена е следната верига (вижте схемата):

За светлинен източник е използвана живачна лампа. С помощта на монохроматор нейният спектър се филтрира и се създава монохроматична светлина с определена дължина на вълната, която осветява катода (единия електрод) на вакуумирана тръба. Направени са измервания на зависимостта на тока през вакуумираната тръба от напрежението на електродите за 5 различни дължини на вълните и при 2 мощности на падащата светлина за всяка дължина на вълната. Данните са дадени в таблицата по-долу.

Задача 1 (7 т.)

Използвайки данните от таблицата определете графично отделителната работа $A$ (в eV) на използвания фотокатод в експеримента.

Задача 2 (7 т.)

Квантова ефективност (или квантов добив) $QE$ за фотоелектричния ефект се дефинира като отношението на избитите от електрода електрони към броя на падналите върху него фотони. Използвайки данните от таблицата, начертайте на графика зависимостта на квантовата ефективност $QE$ от дължината на вълната (в nm) на използваната в експеримента монохроматична светлина. При каква дължина на вълната $\lambda_{QE=0}$ квантовата ефективност трябва да стане нула според данните от експеримента?

Задача 3 (1 т.)

От дадената таблица за стойността на $A$ (в eV) за различни химични елементи определете изполвания метал за катод в този експеримент.

Фундаментални константи:

$h = 6{,}626.10^{-34}\ \mathrm{J.s}$ константа на Планк

$c = 2{,}998.10^{8}\ \mathrm{m/s}$ скорост на светлината във вакуум

$e = 1{,}602.10^{-19}\ \mathrm{C}$ заряд на електрона

Решение

---

Оригинал в Архива: experiment.pdf