Определение относительной чувствительности полупроводникового фотоэлемента.

Полностью закройте входную щель монохроматора. Замените окуляр в зрительной трубе монохроматора на выходную щель. Вплотную к щели поставьте фотоэлемент с закрытой крышкой. Закройте зрительную трубу, щель и фотоэлемент светонепроницаемым кожухом из ткани. Снимите крышку фотоэлемента. Включите осветитель. С помощью конденсорной линзы добейтесь равномерного освещения входной щели монохроматора источником света. Включите в сеть подключенный к фотоэлементу микровольтметр В2-11. Установите предел показаний вольтметра - 30 милливольт. Приоткройте входную щель монохроматора. Медленно вращая барабан, определите показание угла φ_т по его шкале, для которого напряжение принимает максимальное значение U_m. Отрегулируйте ширину входной щели в этой области таким образом, чтобы максимальное показание вольтметра не превышало значение напряжения 30 мВ. Величине угла φ_т будет соответствовать длина волны λ_т, которая находится из градуировочного графика.

Измерьте значения напряжения U для 10 различных делений шкалы барабана φ, по обе стороны от величины φ_т, таким образом, чтобы напряжение сначала увеличивалось от минимального значения до максимальной величины, а потом снова убывало до минимального значения. Занесите эти данные в таблицу 2. По градуировочному графику определите значения длин волн λ, соответствующих делениям шкалы барабана φ. По формуле (9) рассчитайте относительную спектральную чувствительность полупроводникового фотоэлемента γ_λ/ γ_λm для данных длин волн λ (при вычислениях длины волн необходимо выразить в метрах: 1 Å= 10^-10м). Заполните таблицу 2.

Таблица 2.

№	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
φ
U,мв
λ,м
γλ/ γλm

По данным таблицы 2 постройте график зависимости относительной чувствительности фотоэлемента γ_λ/ γ_λm от длины волны λ. Сделайте вывод.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

ВНИМАНИЕ! В работе применяется ртутная лампа, являющаяся мощным источником ультрафиолетового излучения. Запрещается смотреть непосредственно на выходное окно ртутной лампы, т.к. при прямом попадании света в глаза возможен ожог сетчатки глаза.

1. Ознакомиться с устройством монохроматора, зарисовать схему установки.

2. Заменить съемную выходную щель в зрительной трубе монохроматора на окуляр.

3. Включить ртутную лампу и прогреть ее в течение 10 минут.

4. С помощью конденсорной линзы сфокусировать излучение ртутной лампы на входную щель монохроматора.

5. Перемещением конденсорной линзы добиться максимальной яркости спектральных линий, наблюдаемых в окуляр зрительной трубы. Чтобы увидеть раздельно две желтые линии ртути с близкими длинами волн, необходимо уменьшить ширину входной щели монохроматора. Спектральные линии должны быть достаточно узкими.

6. Измерения рекомендуется проводить при перемещению по спектру от красной к фиолетовым областям. Для получения наиболее точных измерений визир всегда должен приближаться к линии только с одной стороны, в нашем случае - с правой. Вращением барабана монохроматора совместить визир окуляра с красной линией ртути (для градуировки выбираются наиболее яркие спектральные линии). Записать показания шкалы барабана для данной длины волны в таблицу 1.

7. Провести измерения для других линий ртути. Заполнить таблицу 1. Выключить ртутную лампу.

8. По данным таблицы 1 построить градуировочный график - зависимость длины волны спектральных линий ртути от показаний шкалы барабана монохроматора.

9. Полностью закрыть входную щель монохроматора. Заменить окуляр в зрительной трубе монохроматора на выходную щель. Вплотную к щели поставить фотоэлемент с закрытой крышкой. Закрыть зрительную трубу, щель и фотоэлемент светонепроницаемым кожухом из ткани. Снять крышку фотоэлемента.

10. Включить осветитель. С помощью конденсорной линзы добиться равномерного освещения входной щели монохроматора источником света.

11. Включить в сеть подключенный к фотоэлементу микровольтметр В2-11.

12. Приоткрыть входную щель монохроматора. Медленно вращая барабан, определить показание угла φ_т по его шкале, для которого напряжение принимает максимальное значение U_m. Отрегулировать ширину входной щели в этой области таким образом, чтобы максимальное показание вольтметра не превышало значение напряжения 30 мВ.

13. Измерить значения напряжения U для 10 различных делений шкалы барабана φ, по обе стороны от величины φ_т, таким образом, чтобы напряжение сначала увеличивалось от минимального значения до максимальной величины, а потом снова убывало до минимального значения. Занести эти данные в таблицу 2.

14. Выключить осветитель.

15. По градуировочному графику найти длины волн λ, соответствующие делениям шкалы барабана φ.

16. По формуле (9) рассчитать относительную спектральную чувствительность

полупроводникового фотоэлемента для этих длин волн (привычислениях длины волн λ необходимо выразить в метрах: 1 Å=10^-10 м; h = 6,62•10^-34 Дж•с; к = 1,38•10^-23 Дж/К; с = 3•10⁸ м/с; Т = 2873 К). Заполнить таблицу 2.

17. По данным таблицы 2 построить график зависимости относительной

чувствительности фотоэлементаот длины волны λ.

18. Сделать вывод и оформить отчет.