Порядок выполнения работы

1. Подключить источник питания к прибору. Включить источник питания, прибор и фотоэлемент при помощи переключателей.

2. Установить источник света на расстоянии r от фотоэлемента.

3. Измерить силу фототока, изменяя напряжение от 0 В до 7 В с интервалом 1 В.

4. Повторить п. 3 для расстояний от источника света до фотоэлемента равными ,  и . Результаты измерений занести в таблицу 7.

5. По числовым данным таблицы построить на одном графике зависимости силы фототока от напряжения при различных освещенностях.

 

Таблица 7. Вольт-амперные характеристики фотоэлемента

№	r, см	U, В	0	1	2	3	4	5	6	7
1		I, мкА
2
3
4

 

Контрольные вопросы

1. Как устроен фотоэлемент с внешним фотоэффектом?

2. Сформулируйте законы фотоэффекта.

3. Что называют током насыщения фотоэлемента?

4. При какой частоте падающего света наблюдается фотоэффект? Что такое красная граница фотоэффекта?

5. Почему с увеличением фотоосвещенности увеличивается фототок при одном и том же напряжении на контактах фотоэлемента?

6. По какому закону увеличивается освещенность фотоэлемента при его приближении к источнику света?

7. Как объясняется увеличение фототока при повышении напряжения на контактах фотоэлемента при неизменном освещении?

8. Изобразите схематично фотоэлемент с внешним фотоэффектом, назовите его элементы и объясните принцип работы

9. По построенной вольт-амперной характеристике фотоэлемента поясните понятие области насыщения.

10. Как зависит выходной ток от освещенности фотоэлемента? Объясните эту зависимость.

11. Как формулируются законы внешнего фотоэффекта?

12. Подтверждаются ли в данной работе законы фотоэффекта?

13. Запишите формулу Эйнштейна для внешнего фотоэффекта и проанализируйте ее. Какие составляющие формулы Эйнштейна подтверждаются выполненной лабораторной работой?

14. Какое напряжение называется зажигающим, от чего оно зависит?

Лабораторная работа № 5

Изучение поляризации света

Цели и задачи работы

Цели работы:

– Ознакомление студентов с явлением поляризации света.

Задачи работы:

– Определить показатель преломления стекла при помощи угла Брюстера.

– Экспериментально проверить справедливость закона Малюса.

– Определить закономерности при наблюдении двойного лучепреломления на кристалле исландского шпата.

Теоретическая часть

Поляризация света

Как известно, плоская электромагнитная световая волна является поперечной и представляет собой распространение взаимно перпендикулярных колебаний: вектора напряженности электрического поля  и вектора напряженности магнитного поля  (рис. 12, а). Вектор  называется световым вектором, и все преставления о свете можно ограничиться рассмотрением этого вектора. Наличие вектора  подразумевается.

Световой пучок, в котором различные направления вектора  в поперечной к направлению распространения волны плоскости равновероятны, называется естественным. В естественном свете колебания различных направлений быстро и беспорядочно сменяют друг друга (рис. 12, б).

Свет, в котором направления колебаний вектора  упорядочены каким-либо образом и подчиняются некоторой закономерности, называется поляризованным. Если колебания вектора  могут совершаться лишь в одном определенном направлении, то свет называется линейно или плоскополяризованным (рис. 13, а).

Если же колебания вектора  совершаются так, что его конец описывает круг или эллипс, то свет называется соответственно поляризованным по кругу илиэллиптически поляризованным (рис. 13, б, в). При линейной поляризации плоскость, содержащая луч и вектор , называется плоскостью колебаний или плоскостью поляризации волны.

Для получения линейно поляризованного света применяются специальные оптические приспособления – поляризаторы. Плоскость колебаний электрического вектора в волне, прошедшей через поляризатор, называется плоскостью поляризатора.

Всякий поляризатор может быть использован для исследования поляризованного света, т. е. в качестве анализатора. В этом случае плоскость колебаний прошедшего света будет совпадать с плоскостью анализатора. Интенсивность I линейно поляризованного света после прохождения через анализатор зависит от угла a, образованного плоскостью колебаний падающего на анализатор луча с плоскостью анализатора, соответственно закону Малюса

,

где  – интенсивность падающего на анализатор света.

Для получения плоскополяризованного света существует несколько способов, которые рассмотрены ниже.