Измерение фото-э.д.с. светодиода под действием теплового излучения

Измерьте комнатную температуру . Включите измерительное устройство, печь и вентилятор. Поместите закрепленный на штативной стойке инфракрасный светодиод с длиной волны излучения и поглощения l=828±10 нм (см. рис. 2.3) перед выходным отверстием электропечи для регистрации теплового излучения черного тела. Подключите к его выводам мультиметр в режиме вольтметра. Установите скорость нагрева печи с помощью регулировочной ручки выше 6 делений. После того, как разности температуры печи и окружающей среды превысит 600 градусов, уменьшите скорость нагрева печи с помощью регулировочной ручки примерно до 5-6 делений и снимайте зависимость напряжения V (фото-э.д.с.) от разности температур , до 750±10 градусов во избежание перегрева печи. Результаты заносите в табл. 2.1. После достижения максимальной температуры уменьшите скорость нагрева печи до нуля. Отодвиньте светодиод от печи. Выключите питание печи, при этом вентилятор должен работать до тех пор, пока печь не остынет до температуры менее 100°С.

Таблица 2.1

V, мВ	, градусов	T, К	, (мм×К)-1	y =lnV
	~400
	…
	не более 750±10

Обработка результатов измерений и определение постоянной Планка

Постройте график зависимости  (или ) от , выполните линейную регрессию (см. Прил. 5) и определите значение параметра  формулы (2.14). Повторите вычисления для части точек с разностью температур  не менее 650 и 700 градусов. Найдите значения  и постоянной Планка.

Найдите три значения постоянной Планка , определите среднее значение  и погрешность . Представьте результат в форме  и сравните его с табличным значением. Объясните возможные причины отличия измеренного значения от табличного.

Контрольные вопросы

1. Расскажите об устройстве светодиодов, их спектрах излучения и поглощения.

2. Расскажите о вентильном фотоэффекте и его применении в технике, быту и в ядерной физике.

3. Дайте определение основным характеристикам теплового излучения.

4. Приведите основные законы теплового излучения: Стефана-Больцмана и Вина.

5. Расскажите о функции Планка и ее приближении, справедливом при 3000К и 1000 нм.

6. Приведите определения и значения первой и второй радиационных постоянных (констант излучения).

Лабораторная работа № 3.
Внешний фотоэффект.

Цель: изучение явления внешнего фотоэффекта, построение вольт – амперные характеристики фотоэлемента при различной частоте освещающего света, определение значения постоянной Планка.

Оборудование: установка ФПК-10 с фотоэлементом, ртутной лампой и набором светофильтров, источник тока; вольтметр; микроамперметр.