Лабораторна робота № 7. 1. Визначення активності радіоактивного препарату

∆W

∆x

Рис. 6.3.3

W

ЗП

ВЗ

“О”

-

+

.

Тобто метал має надлишковий негативний заряд, а напів-провідник n-типу – позитивний, виникає контактне електричне поле, вектор напруженості Е_К якого показано на рис. 6.3.3.

Квант світла (зображений хвилястою лінією зі стрілкою на рис. 6.3.3) попадає в запірний прошарок через напівпрозорий метал і викликає внутрішній фотоефект, тобто переводить електрон із валентної зони (ВЗ) у зону провідності (ЗП). Внаслідок цього виникають два до-даткових носії заряду – дірка у ВЗ та електрон у ЗП. Під дією електричного поля електрон переміщується в ділянку напівпровідника, а дірка, відповідно, у ділянку металу. Це викликає компенсацію надлишкових зарядів, що виникли під час утворення контакту метал – напівпровідник, а з ним і контактної різниці потенціалів .

Неперервний потік таких квантів зумовлює постійне зниження цієї контактної різниці потенціалів так, що фото-ЕРС (6.3.1) буде відмінною від нуля, а отже. й відмінним від нуля буде струм у колі.

Світловою характеристикою фотоелемента називається залежність фотоструму I від променевого потоку, що падає на нього I = f(Ф). Однією з характеристик фотоелемента є інтегральна чутливість . Вона чисельно дорівнює приросту фотоструму в разі зростання на одиницю променевого потоку:

.                                    (6.3.2)

 A

Ф

j

r

Рис. 6.3.4

Зважаючи на те, що сила світла лампи j залишається сталою, потік випромінювання Ф, що падає на поверхню фотоелемента площею S, розраховується за відомим співвідношенням:

,                            (6.3.3)

де a − кут, який утворює нормаль до поверхні фотоелемента з напрямком світлового потоку; r − відстань від фотоелемента до джерела світла.

Порядок виконання роботи

1. Ознайомитись з лабораторною установкою.

2. Встановити фотоелемент так, щоб кут a = 0. Ввімкнути джерело світла. Змінюючи відстань r від джерела світла до фотоелемента (5 − 7 значень), записати показники мікроамперметра I.

3. Повторити операції п.2 для кута a = 60⁰ .

4. Значення сили світла джерела j та площі фотоелемента S (вказані на установці) записати в табл. 6.3.1.

5. За формулою (6.3.3) визначити світловий потік Ф для кожного значення r. Результати вимірювань записати в табл. 6.3.1.

6. Побудувати світлову характеристику фотоелемента I =f (Ф).

7. Визначити інтегральну чутливість q_i фотоелемента. Для цього на лінійній ділянці графіка I =f (Ф) визначити приріст променевого потоку dФ та віповідний йому приріст фотоструму dI та скористатися формулою (6.3.2).

Таблиця 6.3.1

№ пор.

r, м

I, А

j, Кд

S, м²

Ф, лм

Контрольні запитання

1. Що називають власною та домішковою провідністю напівпровідників?

2. У чому полягає внутрішній фотоефект?

3. Що називають «червоною межею» внутрішнього фотоефекту?

4. Покажіть схематично будову вентильного фотоелемента та поясніть принцип його роботи.

5. Як у вентильному фотоелементі відбувається пряме перетворення світлової енергії в електричну?

6. Що таке спектральна чутливість фотоелемента?

7. Наведіть приклади використання фотоелементів.

8. Які причини зумовлюють низький ККД фотоелементів?

Мета роботи: ознайомлення з різними видами радіоактивного випромінювання та способами їхньої реєстрації; визначення активності радіоактивного джерела за допомогою лічильника Гейгера – Мюллера.

Познавательные статьи:



Как правильно слушать собеседника

Типичные ошибки при выполнении бросков в баскетболе

Принятие христианства на Руси и его значение

Средства массовой информации США