Câu hỏi/bài tập:
Thiết kế phương án:
Hãy quan sát sơ đồ mạch điện trong Hình 9.7 được dùng để khảo sát cường độ dòng quang điện qua tế bào quang điện T và trả lời câu hỏi sau:
a) Tế bào quang điện chân không T có cathode được nối tới điểm F. Anode của T nối với khóa M (khóa M đóng) tới con trỏ được điều chỉnh tới các vị trí N thích hợp. Khi điều chỉnh con trỏ sẽ làm thay đổi hiệu điện thế UAK như thế nào?
b) Cường độ của dòng quang điện đi qua ampe kế sẽ phụ thuộc vào những đại lượng nào?
c) Hãy thiết kế phương án khảo sát dòng quang điện từ các dụng cụ thí nghiệm.
Tiến hành:
1. Lắp đặt thí nghiệm theo sơ đồ mạch điện in trên hộp chân đế với công tắc được ngắt (Hình 9.8). Tế bào quang điện cần tránh ánh sáng bên ngoài chiếu vào. Sơ đồ mạch điện này được mắc như sơ đồ trong Hình 9.7.
2. Đồng hồ đo đấu nối với hai chốt cắm “μA” trên hộp chân đế sẽ là ampe kế đo cường độ dòng quang điện và cần được điều chỉnh vẽ thang đo μA.
3. Đồng hồ đo đấu nối với hai chốt cắm “V” trên hộp chân đế sẽ là vôn kế đo UAK và cần được điều chỉnh về thang đo V.
A. Tiến hành thí nghiệm với các ánh sáng đơn sắc khác nhau
4. Lắp bóng đèn LED màu đỏ vào đui đèn.
5. Bật các công tắc, bật vôn kế và ampe kế.
6. Điều chỉnh biến trở để vôn kế có chỉ số nằm trong khoảng từ 3 V đến 9 V.
7. Đọc chỉ số của ampe kế và ghi kết quả vào vở theo mẫu tương tự Bảng 9.2.
8. Lặp lại các bước 6, 7 với chỉ số của vôn kế tăng dần.
9. Tắt các công tắc, tắt vôn kế và ampe kế, tháo bóng đèn LED ra.
10. Thay bóng đèn LED đỏ bằng bóng đèn LED lục rồi lam và lặp lại các bước 5, 6, 7, 8, 9.
B. Tiến hành thí nghiệm khảo sát cường độ dòng quang điện phụ thuộc hiệu điện thế UAK
11. Lắp bóng đèn LED màu lục (hoạc màu lam) vào đui đèn. Điều chỉnh cường độ sáng của đèn ở mức vừa phải.
12. Bật công tắc, bật vôn kế và ampe kế.
13. Điều chỉnh biến trở đến khi chỉ số của ampe kế vừa tới giá trị bằng 0.
14. Đọc chỉ số của vôn kế và chỉ số của ampe kế rồi ghi số liệu đó vào vở theo mẫu tương tự Bảng 9.3.
Advertisements (Quảng cáo)
15. Tiếp tục điều chỉnh biến trở thêm 6 lần để tăng dần các chỉ số của vôn kế đến khi hai lần cuối cùng chỉ số của ampe kế thay đổi không đáng kể. Mỗi lần đo như vậy cần lặp lại bước 14.
16. Tắt các công tắc, tắt vôn kế và ampe kế.
Từ số liệu thực nghiệm thu được, thực hiện các yêu cầu sau:
1. Nhận xét về giới hạn quang điện của chất nhạy quang Sb - Ce.
2. Vẽ đồ thị đường đặc trưng vôn - ampe (tham khảo Bảng 9.3).
3. Xác định Uh của tế bào quang điện ứng với bước sóng \(\lambda \) được khảo sát.
4. Xác định cường độ dòng quang điện bão hòa.
Vận dụng lý thuyết hiện tượng quang điện
Thiết kế phương án:
a) Khi R biến trở tăng thì UAK giảm theo định luật Ohm do R và tế bào quang điện chân không T mắc nối tiếp.
b) Cường độ dòng điện đi qua ampe kế sẽ phụ thuộc vào những đại lượng UAK, R, Unguồn
c) Phương án khảo sát:
- Lắp đặt mô hình thí nghiệm như sơ đồ;
- Khảo sát 3 lần với 3 màu LED là đỏ, lục, lam;
- Mỗi lần khảo sát sẽ ghi kết quả vào bảng khảo sát với các cột ghi giá trị của I, UAK;
- Lập đồ thị thể hiện sự biến thiên của I và UAK.
Thực hiện các yêu cầu:
1. Tại I = 0 (khi chưa có dòng điện) có: Uh = - UAK = 0,8 (V) và e.Uh = A
→ \[e.{U_h} = \frac{{hc}}{{{\lambda _0}}} \to {\lambda _0} = \frac{{hc}}{{e.{U_h}}} = \frac{{{{6,625.10}^{ - 34}}{{.3.10}^8}}}{{{{1,6.10}^{ - 19}}.0,8}} = {1,55.10^{ - 6}}m\]
2.
3. Tại I = 0, Uh = - UAK = 0,8 (V)
4. Cường độ dòng quang điện bão hòa: Ibh = 17,27 (μA).