实验室里有外形十分相似的发光二极管和电容器各一只,它们的性能均正常。
1)现在用多用电表的欧姆挡,分别测量它们的正反向电阻。测量结果如下:测甲元件时,
R正= 0.5kΩ,
R反=100kΩ;测乙元件时,开始时指针偏转到0.5kΩ,接着读数逐渐增加,最后停在“∞”上。则甲、乙二个元件分别是
、
。
2)若想测量上述发光二极管的发光效率,某同学设计了如图甲所示的实验:将一个标有“0.5V 1W”的发光二极管接入电路,使之正常发光,在发光二极管的同一水平面、正对光线方向放一个光强探头,以测定与光源间距为
d时相应的光强值
I(单位面积上光的照射功率)。实验测得数据如下表,并用一数字图象处理器将表内数据分别在
I-d、
I-d
-1、
I-d
-2坐标平面内标得如下数据点,如图乙所示。
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根据图中三个数据点图,可以将
I与
d之间的数学关系式写为
,其中的常量为
。
②若把发光二极管看成点光源,在与点光源等距离的各点,可以认为光源向各个方向发出的光强大小几乎相等。此时,我们可以建立一个点光源散射光的模型,从而求出光源的发光功率
P0、光强
I及相应的与光源距离
d之间的关系式:
P0=
。
③根据以上条件和有关数据,可以算出这个发光二极管的电――光转换效率约为
η=
。(不考虑光传播过程中的能量损失)