Техніка експерименту

Схема експериментальної установки подана на рис. 4. За основу взято інфрачервоний прилад ИКС‑12. Для визначення розподілу інтенсивності на виході монохроматора використовується неселективний приймач світла — болометр, який вмонтовано в прилад. Модульоване випромінювання від джерела фокусується на вхідній щілині за допомогою освітлювальної системи. Монохроматор побудовано за автоколімаційною схемою. Світло з вихідної щілини за допомогою поворотного плоского і сферичного дзеркала проектується на приймач випромінювання 4. Сигнал з болометра підсилювався попереднім підсилювачем 5 і подавався на вхід блока основного підсилювача із синхронним детектором 6, звідки сигнал іде на самописний потенціометр 7.

Рис. 4. Структурна схема експериментальної установки для дослідження спектрів фотопровідності: 1 – лампа розжарювання, 2 – освітлювальна система, 3 – монохроматор, 4 – болометр, 5 – попередній підсилювач, 6 – основний підсилювач із синхронним детектором, 7 – самописний потенціометр, 8 – зразок, 9 – попередній підсилювач, 10 – основний підсилювач із синхронним детектором

При проведенні вимірів фотопровідності поворотне дзеркало відсувається вбік, і пучок світла фокусується на досліджуваний зразок за допомогою сферичного дзеркала. Для реєстрації зміни струму зразок вмикається через дільник (рис. 5).

За джерело напруги використовується акумулятор з U = 1.5 В. Для зменшення наводок зразок разом з опором навантаження розміщується у металевому корпусі попереднього підсилювача. З дільника змінний сигнал із частотою 9 Гц (частота модуляції світлового потоку перед вхідною щілиною монохроматора) підсилюється попереднім підсилювачем 9 із коефіцієнтом підсилення К = 50 і потрапляє на вхід основного підсилювача 10 із синхронним детектором (рис. 4), вихід якого під'єднаний до самописного потенціометра 7.

Рис. 5. Схема увімкнення зразка

Для отримання коректних спектрів фотопровідності необхідно врахувати розподіл інтенсивності на виході монохроматора та привести спектр до сталої кількості квантів збуджувального випромінювання. З цією метою за допомогою неселективного приймача – болометра – записується спектр джерела світла, тобто розподіл інтенсивності на виході монохроматора І_бол(), який пропорційний до кількості квантів світла N та енергії h. Для приведення сигналу фотопровідності до сталої кількості квантів збуджувального світла його необхідно поділити на величину І_бол/h.

Порядок виконання роботи

1. Записати розподіл інтенсивності джерела світла на виході монохроматора

1.1. Перекрити світловий потік за допомогою заслінки в монохроматорі.

1.2. Ввімкнути джерело світла – лампу розжарювання.

1.3. Перемикач світлового потоку монохроматора перевести у положення "ВКЛ".

1.4. Ввімкнути живлення моста попереднього підсилювача болометра.

1.5. Ввімкнути тумблер "СЕТЬ" на передній панелі синхронного детектора

1.6. Встановити ширину щілини монохроматора ~ 0.1 мм, після чого відкрити заслінку на монохроматорі. Регулюванням ширини щілини досягти максимального відхилення пера на самописному потенціометрі у максимумі спектрального розподілу лампи.

1.7. Провести запис спектру шляхом автоматичного сканування довжини хвилі в діапазоні поділок барабану 918, при цьому ставити відмітки на стрічці самописця по 5 на кожен оберт барабану (через 20 малих поділок).

1.8. Вимкнути живлення синхронного детектора та моста попереднього підсилювача болометра.