Bộ thí nghiệm về hiện tượng quang điện ngoài (dùng ánh sáng đơn sắc)

Thông thường, muốn khảo sát hiện tượng quang điện với một ánh sáng đơn sắc nào đó ta dùng kính lọc màu.

Với kính lọc thông thường thì không thể lọc được hoàn toàn. Ví dụ với kính lọc màu xanh dương lọc rất kém. Anh sáng sau lọc không phải màu xanh dương mà lẫn rất nhiều ánh sáng khác. Nên hiện tượng nó gần giống với ánh sáng trắng.

Để khắc phục điều đó, chúng ta dùng nguồn sáng đơn sắc. 

Thao tác rất dễ dàng.

CAO nhưng KHÔNG ĐẮT!

Tài liệu

Sẽ Update sớm!

Nhiệm vụ: 

- Khảo sát về giới hạn quang điện

- Khảo sát về cường độ dòng quang điện bão hòa

- Khảo sát về động năng ban đầu cực đại của quang electron

Danh mục thiết bị:

- Tế bào quang điện.

- Nguồn sáng (điều chỉnh được cường độ sáng)

- Hộp chân đế (có gắn biến thế nguồn: điện áp đầu vào 220v, điện áp đầu ra tối đa 50V/100mA)

- Đèn LED: Trắng, đỏ, xanh lá, xanh dương

- Điện kế CM (dùng chung) 2 cái - Có thể dùng 1 điện kế chứng minh và 1 đồng hồ đo điện đa năng

- Dây nối xanh đỏ (dùng chung).

- Điện trở 220KΩ dùng làm mạch sun cho vôn kế - Nếu dùng đồng hồ đo điện đa năng thì không cần đến.

Tiến hành thí nghiệm:

a. Định luật về giới hạn quang điện:

- Bước 1: lắp ráp thí ngiệm như hình dưới:

(Hình 1)

- Hai chốt cắm G trên bộ thí nghiệm cắm vào 2 chốt G của điện kế.

- Hai chốt V nối với đồng hồ đo điện đa năng để đo hiệu điện thế.

- Cắm điện cho bộ thí nghiệm, công tắc đảo chiều để chế độ thuận, Núm điều chỉnh hiệu điện thế vặn hết về bên trái sao cho hiệu điện thế bằng 0. Điều chỉnh để kim điện kế chỉ số 0.

- Ta lắp đèn sáng trắng vào nguồn sáng. Tăng dần độ sáng thì kim điện kế lệch khỏi vị trí 0. Vậy có hiệu ứng quang điện cho ánh sáng trắng

- Ta lăp đèn ánh sáng đỏ vào. Tăng dần độ sáng ta thấy kim điện kế vẫn ở vị trí 0. Ta tăng hiệu điện thế Catot và anod, kim điện kế vẫn ở vị trí 0

- Ta lắp đèn ánh sáng xanh lá vào. Kim điện kế hơi lệch khỏi vị trí 0. 

- Ta lắp đèn xanh dương vào thì kim điện kế lệch rất lớn.

- Điều đó chứng tỏ: Hiện tượng quang điện chỉ xảy ra khi ánh sáng kích thích vào kim loại dùng làm catot có bước sóng nhỏ hơn hoặc bằng bước sóng λ0 . λ0 được gọi là giới hạn quang điện của kim loại dùng làm catot.

b. Định luật về cường độ dòng quang điện bão hòa

- Ta khảo sát với ánh sáng xanh dương, đặt điện áp anot  - catot bằng 0V, chỉnh độ sáng bóng đèn vừa phải để có dòng quang điện. Tăng điện áp anôt và catốt, dòng điện tăng theo cho đến khi không tăng thêm nữa. Ta nói dòng quang điện đã bão hòa.

- Tăng cường độ chiếu sáng, tiến hành thí nghiệm tương tự ta thấy dòng quang điện bão hòa bây giờ lớn hơn lúc trước.

- Thay đèn xanh dương bằng đèn xanh lá và tiến hành thí nghiệm tương tự.

- Từ đó kết luận: Đối với mỗi ánh sáng thích hợp, cường độ dòng quang điện bão hòa tỷ lệ thuận với cường độ của chùm ánh sáng kích thích.

c. Định luật về động năng ban đầu cực đại của quang electron

- Chỉnh điện thế về 0V. Gạt công tắc về trạng thái nghchj để anot của tế bào quang điện nối với cực âm, catot nối với cực dương của nguồn điện.

- Dùng ánh sáng xanh dương. Chỉnh nguồn sáng có độ lớn sáng nhất. Quan sát giá trị của cường độ dòng điện I0 tương ứng với điện thế 0V.

- Tăng dần điện thế âm của điện áp đặt vào hai cực của tế bào quang điện cho đến khi kim điện kế chỉ vạch 0. Quan sát điện thế U lúc này, U được gọi là hiệu điện thế hãm đối với quang electron.

- Giảm bớt độ sáng của đèn, ta thấy U vẫn không đổi.

- Thay đèn xanh dương bằng đèn xanh lá và tiến hành thí nghiệm tương tự.

- Từ các thí nghiệm trên, ta nhận thấy rằng: Động năng ban đầu cực đại phụ thuộc bước sóng ánh sáng kích thích nhưng không phụ thuộc cường độ của chùm sáng kích thích.