ЛАБЫ_ОМиТ / ЛР_4
.docxМИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
федеральное государственное автономное образовательное учреждение
высшего образования
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ
ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Инженерная школа новых производственных технологий
Обеспечивающее подразделение: Отделение материаловедения
Направление: 12.03.02 Оптотехника
ОТЧЁТ
ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ №4
ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОЛЮМИНЕСЦЕНТНОГО КОНДЕНСАТОРА дисциплина " Оптические материалы и технологии"
Выполнила:
студентка группы
Проверил:
доктор ф.-м.н. профессор (ОМ, ИШНПТ) ______________ Е.Ф. Полисадова
Томск - 2023
Цель работы: исследовать явление электролюминесценции (ЭЛ) по эффекту Дестрио (предпробойная ЭЛ).
Описание установки
Рисунок 1. Конструкция электролюминесцентного конденсатора (а) и схема установки (б) для исследования ЭЛ на переменном токе.
Звуковой генератор;
Вольтметр;
Электролюминесцентный конденсатор;
Приемник света (ФЭУ);
ДРГ 3;
Осциллограф;
Стекло;
Прозрачный электрод;
Люминофор;
Прозрачный диэлектрик;
Металлический электрод.
Установка для исследования ЭЛ на синусоидальном напряжении изображена на рис.1, б. Люминесценция в ЭЛК 3 возбуждается при помощи генератора звуковых частот ГЗ-33 (1), с выхода которого можно получить напряжение частотой от 20 Гц до 20 кГц. Напряжение на ЭЛК контролируется при помощи вольтметра. Люминесценция регистрируется с помощью фотоэлемента и цифрового вольтметра. Для наблюдения волн яркости служит осциллограф 6.
ХОД РАБОТЫ
ЗАДАНИЕ 1. Исследовать зависимость яркости ЭЛК от напряжения для трех фиксированных частот (1, 2, 5 кГц). Используя программу управления базой данных "Microsoft Excel", построить зависимость яркости от напряжения в координатах (ln L – V-0,5) и определить b и A в формуле.
Таблица 1. Измерения яркости при фиксированной частоте.
U, B |
Фиксированная частота |
||
1 кГц |
2 кГц |
5 кГц |
|
L, отн.ед. |
L, отн.ед. |
L, отн.ед. |
|
0 |
0 |
0 |
0 |
20 |
0 |
0 |
0 |
30 |
0 |
0 |
0,04 |
35 |
0 |
0 |
0,19 |
40 |
0,014 |
0,02 |
0,3 |
45 |
0,052 |
0,07 |
0,8 |
50 |
0,12 |
0,14 |
1,5 |
55 |
0,28 |
0,49 |
4,1 |
60 |
0,48 |
0,76 |
6,5 |
65 |
0,68 |
1,1 |
- |
70 |
1,4 |
2 |
- |
75 |
2,5 |
3,2 |
- |
80 |
3,2 |
4,8 |
- |
Рисунок 2. Зависимость яркости ЭЛК от напряжения для трех фиксированных частот (1, 2, 5 кГц).
Таблица 2. Данные для определения зависимости Ln L - U-0,5.
U-0,5, B |
Фиксированная частота |
||
1 кГц |
2 кГц |
5 кГц |
|
Ln L |
Ln L |
Ln L |
|
0 |
Не определён |
Не определён |
Не определён |
0,223606798 |
Не определён |
Не определён |
Не определён |
0,182574186 |
Не определён |
Не определён |
-3,218875825 |
0,169030851 |
Не определён |
Не определён |
-1,660731207 |
0,158113883 |
-4,268697949 |
-3,912023005 |
-1,203972804 |
0,149071198 |
-2,95651156 |
-2,659260037 |
-0,223143551 |
0,141421356 |
-2,120263536 |
-1,966112856 |
0,405465108 |
0,134839972 |
-1,272965676 |
-0,713349888 |
1,410986974 |
0,129099445 |
-0,733969175 |
-0,274436846 |
1,871802177 |
0,124034735 |
-0,385662481 |
0,09531018 |
- |
0,119522861 |
0,336472237 |
0,693147181 |
- |
0,115470054 |
0,916290732 |
1,16315081 |
- |
0,111803399 |
1,16315081 |
1,568615918 |
- |
Рисунок 3. Зависимость Ln L ЭЛК от U-0,5 для трех фиксированных частот (1, 2, 5 кГц).
Согласно этой формуле, зависимость ln L от V-1/2 представляет собой прямую линию, наклон которой характеризует величину b.
Для того, чтобы найти угол наклона прямых, найдём тангенс угла наклона каждой из прямых:
Для 1 кГц:
Для 2 кГц:
Для 5 кГц:
ЗАДАНИЕ 2. Исследовать зависимость яркости ЭЛК от частоты при постоянном напряжении и построить график для двух напряжений (по указанию преподавателя).
Таблица 3. Измерения яркости при фиксированном напряжении.
|
Фиксированное напряжение |
|
50 В |
70 В |
|
L, отн.ед. |
L, отн.ед. |
|
0,5 |
0,24 |
1 |
0,6 |
0,24 |
1 |
0,7 |
0,24 |
1 |
0,8 |
0,24 24,24 |
1,1 |
0,9 |
0,25 |
1,2 |
1 |
0,25 |
1,2 |
1,1 |
0,25 |
1,3 |
1,2 |
0,25 |
1,4 |
1,3 |
0,26 |
1,4 |
1,4 |
0,26 |
1,4 |
1,5 |
0,26 |
1,5 |
1,6 |
0,26 |
1,5 |
1,7 |
0,26 |
1,5 |
1,8 |
0,26 |
1,6 |
1,9 |
0,27 |
1,6 |
2 |
0,27 |
1,6 |
2,5 |
0,27 |
1,8 |
Рисунок 4. Зависимость яркости ЭЛК от частоты для двух фиксированных напряжений (50В, 70В).
ВЫВОД: в данной лабораторной работе были выявлены зависимость излучения от напряжения и частоты. При постоянных частотах интенсивность излучения возрастает экспоненциально с ростом напряжения, аналогично интенсивность возрастает при постоянном напряжении. При напряжении в 50В интенсивность излучения была гораздо меньшей, чем при 80В. Данная зависимость была вызвана, тем, что при электролюминесценции, свечение происходит за счет электрического тока. Чем выше значение напряжения, тем выше свечение.