a. Mô tả thí nghiêm:
Tế bào quang điện là một bình chân không nhỏ trong đó có hai điện cực: anốt A và catốt K. Anốt( anôt) là một vòng dây kim loại. Catốt ( catôt) có dạng một chỏm cầu làm bằng kim loại (mà ta cần nghiên cứu) phủ ở thành trong của tế bào.
- Ánh sáng do một hồ quang phát ra, được chiếu qua một kính lọc
Fđể lọc lấy một thành phần đơn sắc nhất định, chiếu vào catốtK. - Ta thiết lập giữa anốt và catốt một điện trường nhờ bộ acquyE. Hiệu điện thế Ugiữa A vàK có thể thay đổi (về độ lớn và về dấu) nhờ thay đổi vị trí của chốt cắm C trên bộ nguồn.
Một vôn kếV dùng để đo hiệu điện thếU và một miliampe kế nhậy
Điện trở trong của các acquy rất nhỏ so với điện trở của tế bào quang điện.
b.Nghiên cứu sự phụ thuộc của hiện tượng quang điện vào bước sóng của ánh sáng kích thích (ánh sáng chiếu vào catốt) người ta thấy: đối với mỗi kim loại dùng làm catốt, ánh sáng kích thích phải cso bước sóng nhỏ hơn một giới hạnλ0 nào đó thì mới gây ra được hiện tượng quang điện. Nếu ánh sáng kích thích có bước sóng lớn hơn thì dù chùm ánh sáng có mạnh cũng không gây ra hiện tượng quang điện.
c.Sau khi chiếu ánh sáng vào catốt để gây ra hiện tượng quang điện, người ta nghiên cứu sự phụ thuộc của cường độ dòng quang điệnI vào hiệu điện thếUAK giữa anốt và catốt. Kết quả nghiên cứu được biểu thị bằng đường cong như trên. Đồ thị này gọi là đường đặc trưng von-ampe của tế bào quang điện.
Thoạt tiên khi tăng UAK thì dòng quang điệnI tăng. KhiUAK đạt đến một giá trị nào đó thì cường độ dòng quang điện đạt đến giá trị bão hoà Ibh.Sau đó giá trị của cường độ dòng quang điện sẽ không đổi dù có tăng UAK.
d.Nghiên cứu sự phụ thuộc của cường độ dòng quang điện bão hoà
Ibh vào cường độ của chùm ánh sáng kích thích, ta thấy Ibh tỉ lệ thuận với cường độ đó.
e.Muốn cho dòng quang điện triệt tiêu hoàn toàn thì phải đặt giữa anốt và catốt một hiệu điện thế âm Uh nào đó (Uh =UAK <0).Uh được gọi là hiệu điện thế hãm. Giá trị của
Uh ứng với giao điểm của đường đặc trưng vôn- ampe của tế bào quang điện với trục hoành. Thí nghiệm cho thấy giá trị của hiệu điện thế hãmUh ứng với mỗi kim loại dùng làm catốt hoàn toàn không phụ thuộc vào cường độ của chùm sáng kích thích mà chỉ phụ thuộc vào bước sóng của chùm sáng kích thích đó.
7.2 Thuyết lượng tử ánh sáng. Giải thích các định luật quang điện.Lưỡng tính sóng - hạt của ánh sáng