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
Giải Chuyên đề Vật Lí 12 Bài 9: Hiệu ứng quang điện và năng lượng của photon - Kết nối tri thức
Hoạt động trang 53 Chuyên đề Vật lí 12: 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 khoá M (khoá 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 về 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.
Bảng 9.2. Kết quả tham khảo trong khảo sát dòng quang điện theo ánh sáng đơn sắc
B. Tiến hành thí nghiệm khảo sát cường độ dòng quang điện phụ thuộc hiệu điện thế UAK
11. Lắp bóng LED màu lục (hoặc 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.
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 U của tế bào quang điện ứng với bước sóng A được khảo sát.
4. Xác định cường độ dòng quang điện bão hoà.
Lời giải:
1. Tại I = 0 (khi chưa có dòng điện) có: Uh = - UAK = 0,8 (V) và eUh = A
2.
3. Tại I = 0, Uh = - UAK = 0,8 (V)
4. Cường độ dòng quang điện bão hòa: Ibh = 17,27 (μA).
Lời giải Chuyên đề Vật Lí 12 Bài 9: Hiệu ứng quang điện và năng lượng của photon hay, chi tiết khác: