實(shí)驗(yàn)室里有外形十分相似的發(fā)光二極管和電容器各一只,它們的性能均正常。
1)現(xiàn)在用多用電表的歐姆擋,分別測(cè)量它們的正反向電阻。測(cè)量結(jié)果如下:測(cè)甲元件時(shí),
R正= 0.5kΩ,
R反=100kΩ;測(cè)乙元件時(shí),開始時(shí)指針偏轉(zhuǎn)到0.5kΩ,接著讀數(shù)逐漸增加,最后停在“∞”上。則甲、乙二個(gè)元件分別是
、
。
2)若想測(cè)量上述發(fā)光二極管的發(fā)光效率,某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn):將一個(gè)標(biāo)有“0.5V 1W”的發(fā)光二極管接入電路,使之正常發(fā)光,在發(fā)光二極管的同一水平面、正對(duì)光線方向放一個(gè)光強(qiáng)探頭,以測(cè)定與光源間距為
d時(shí)相應(yīng)的光強(qiáng)值
I(單位面積上光的照射功率)。實(shí)驗(yàn)測(cè)得數(shù)據(jù)如下表,并用一數(shù)字圖象處理器將表內(nèi)數(shù)據(jù)分別在
I-d、
I-d
-1、
I-d
-2坐標(biāo)平面內(nèi)標(biāo)得如下數(shù)據(jù)點(diǎn),如圖乙所示。
d/×10-2m
| 2.50
| 3.50
| 4.50
| 5.50
| 6.50
| 7.50
| 8.50
| 9.50
|
I/W?m-2
| 32.00
| 16.33
| 9.97
| 6.61
| 4.73
| 3.56
| 2.77
| 2.22
|
①根據(jù)圖中三個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)圖,可以將
I與
d之間的數(shù)學(xué)關(guān)系式寫為
,其中的常量為
。
②若把發(fā)光二極管看成點(diǎn)光源,在與點(diǎn)光源等距離的各點(diǎn),可以認(rèn)為光源向各個(gè)方向發(fā)出的光強(qiáng)大小幾乎相等。此時(shí),我們可以建立一個(gè)點(diǎn)光源散射光的模型,從而求出光源的發(fā)光功率
P0、光強(qiáng)
I及相應(yīng)的與光源距離
d之間的關(guān)系式:
P0=
。
③根據(jù)以上條件和有關(guān)數(shù)據(jù),可以算出這個(gè)發(fā)光二極管的電――光轉(zhuǎn)換效率約為
η=
。(不考慮光傳播過程中的能量損失)