Порядок выполнения лабораторной работы № 2

Порядок выполнения лабораторной работы № 2
Задание 1
Цели задания 1:
1) в
режиме интенсивного пучка
определить коэффициент
пропорциональности между интенсивностью света и фототоком;
2) определить, делится ли пополам интенсивная электромагнитная волна
полупрозрачным зеркалом.
На рис. 6 приведена копия экрана компьютера с загруженной
лабораторной работой «Неделимость фотонов».
Рис. 6
1. Заготовьте таблицу измерений (табл. 7).
Таблица 7
A  ......... эВ ,   ........ ТГц ,
№
п/п
I,
мВт / м 2
iнас,
мкА
ke ,
 k e ,
 мВт 
 мВт 
мкА  2  мкА  2 
 м 
 м 
h  .........эВ
i1,
i2,
мкА
мкА
I1 ,
I2 ,
мВт/м2 мВт/м2
1
2
3
4
5
2. Установите режим интенсивного пучка. Все задаваемые величины
занесите в табл. 7.
3. Задайте работу выхода A .
4. Задайте частоту света  , такую, чтобы выполнялось условие h  A .
5. Уберите полупрозрачное зеркало с целью выяснить, чему равен
коэффициент пропорциональности между интенсивностью света и
фототоком, который показывает микроамперметр.
6. Включите источник света.
7. Задайте максимально возможную интенсивность света I = 500
мВ/мм2.
8. Измерьте с помощью микроамперметра 1 значение фототока
насыщения i нас .
9. Уменьшите значение интенсивности света I примерно в 2 раза,
измерьте соответствующее значение фототока i нас .
10. Повторите п. 9, проделайте около 10 измерений, каждый раз
уменьшая интенсивность в 2 раза. Результаты измерений занесите в табл. 7.
11. По формуле (12) рассчитайте значение коэффициента k e . Затем
найдите среднее значение коэффициента k e , при этом следует отбросить те
измерения, в которых величина фототока i нас сравнима с погрешностью
микроамперметра.
12. Выключите источник света.
13. Поставьте полупрозрачное зеркало, включите источник света и
повторите пункты 7, 8, 9, 10 для двух микроамперметров. Результаты
занесите во вторую часть табл. 7.
14. По формулам (13) и (14) рассчитайте интенсивности пучков I1 и I 2 .
Сравните I1 с I 2 , сделайте вывод, делится ли электромагнитная волна
полупрозрачным зеркалом?
Задание 2
Цель задания 2: в режиме одиночных фотонов определить частоты
срабатывания
счетчиков
при
различных
значениях
чисел
зарегистрированных фотонов в случаях: h  2A , h  2A .
1. Перейдите в режим одиночных фотонов.
2. Заготовьте таблицу измерений (табл. 8).
Таблица 8
A  .......эВ
№
п/п
,ТГц
h,эВ
N1
N2
N1  N 2
P1 
N1
N1  N 2
P2 
N2
N1  N 2
3. Задайте работу выхода A . Величина A задается в пределах 1,9  А 
4,5 эВ.
4. Установите частоту света такую, чтобы выполнялось условие
A  h  2A .
5. Установите минимальную интенсивность, равную 300 фотонов в
минуту на мм2.
6. Включите источник фотонов на время, пока N  N1  N 2 не станет
равной 10. Запишите N1 и N 2 . Обратите внимание на последовательность
срабатывания счетчиков 1 и 2. N1 и N 2 – числа фотонов, зафиксированных
счетчиками 1 и 2.
7. Увеличьте интенсивность в 10 раз.
8. Повторите измерения при N, равном 100 и 500.
9. Установите минимальную частоту света  2 такую, чтобы
выполнялось условие h 2  2A . Проделайте измерения для N = 50. Обратите
внимание, происходят ли одновременные срабатывания счетчиков. Частота
срабатывания счетчиков вычисляется по формулам:
P1 
N1
;
N1  N 2
(15)
P2 
N2
.
N1  N 2
(16)
При больших числах ( N1  N 2 ) числа P1 и P2 равны вероятности
срабатывания данного счетчика.
10. Найдите P1 и P2 . Сравните P1 и P2 при разных значениях N.
Совпадают ли эти значения между собой? Изменяется ли при постоянной
интенсивности света скорость срабатывания счетчиков при изменении
частоты света  ? Доказывают ли эти опыты, что фотон неделим? Почему?