Ртутная лампа

Для градуировки спектрометра служит, установленная на рельсе 2, ртутная лампа, напряжением 127 В (рис. 11).Лампа является мощным источником света и закрыта кожухом. Окно лемпы закрыто стеклянной пластинкой 1, которая задерживает ультрафиолетовое излучение.

Рис. 11

Рис. 12

1

1

2

5

3

4

Лампа включается с помощью пульта питания (рис. 12). На передней панели пульта питания расположены тумблеры: «Сеть» (1), включения ртутной лампы «Лампа ДРШ» (2), а также пусковые кнопки (4) и (5) для запуска ртутной лампы.

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ: ртутная лампа установлена на направляющем рельсе, отрегулирована и ПЕРЕМЕЩЕНИЮ НЕ ПОДЛЕЖИТ.

Светодиод вместе с блоком питания смонтирован на основании, которое при необходимости может быть установлено на рельс спектрометра. Общий вид светодиода с блоком питания приведён на рис. 13.

Рис.13

УПРАЖНЕНИЕ 1

Градуировка спектрометра.

Градуировка спектрометра производят по спектру излучения паров ртути. Цвет спектральных линий ртути и соответствующие им длины волн приведены в таблице 1.

Для градуировки спектрометра необходимо выполнить следующие операции:

1. Включить ртутную лампу, для чего включить пульт питания в сеть, затем на пульте питания включить тумблеры «Сеть», «Лампа ДРШ» и, при необходимости, нажать кнопку «Пуск».

2. Включить тумблер освещения измерительного барабана 7 (рис. 10).

3. При необходимости вращением окуляра 12, а также перемещением коллиматора 8 (вращать ручку 14 на рис. 10) добиться резкого изображения спектральных линий и визира спектрометра.

4. Вращением измерительного барабана 4 (рис. 10) установить визир последовательно на видимые линии спектра ртути и снять соответствующий отсчет по измерительному барабану против риски указателя 5 (рис. 10). Результаты измерений записать в таблицу 1. По окончании этой части работы ртутную лампу выключить.

Таблица 1. Спектральные линии паров ртути.

Цвет линии	Длина волны, нм	Отсчёт по шкале, дел.
1. Желтая яркая линия (правая из 2-х близко расположенных линий)	577,0
2. Светло-зеленая яркая	546,1
3. Голубая (правая более яркая из двух слабо видимых линий)	491,6
4. Фиолетовая (яркая)	435,8

5. По результатам измерений построить на миллиметровой бумаге градуировочный график, для чего необходимо выбрать пределы изменения измеряемых величин, а затем и удобный в работе масштаб по осям абсцисс и ординат соответственно. Например, предел изменения длин волн можно выбрать от 400 до 800 нм, а наименьшее деление масштабной сетки – 20 или 50 нм. На осях градуировочного графика записывать только значения делений масштабных сеток. Нанести на график экспериментальные точки и соединить их плавной кривой.

График можно строить на компьютере в программе Microsoft Excel (Таблицы Excel). Подобрать аппроксимирующую функцию градуировочной кривой, необходимую для выполнения упражнения 2.

Упражнение 2 определение ширины запрещённой зоны красного светодиода

В первой части этого упражнения определяют наибольшую длину волны спектра излучения красного светодиода. Для этого необходимо:

1. Поставить светодиод на рельс спектрометра таким образом, чтобы он находился около стойки ртутной лампы, а красный светодиод был направлен в сторону спектроскопа.

2. Включить блок питания светодиода в сеть 220 В, затем включить тумблер красного светодиода. При этом в спектрометре должны наблюдаться спектр излучения светодиода в виде широкой полосы красной линии.

3. Вращая измерительный барабан, навести визир зрительной трубы спектроскопа на левую сторону спектра излучения красного светодиода, как это показано на рис. 9. Сделать отсчет по барабану таким же образом, как и в упражнении 1. По окончании измерений выключить светодиод.

4. По градуировочной кривой, полученной в упражнении 1, определить наибольшую длину волны λ_max спектра красного светодиода, указанной в таблице 2. Провести оценку погрешности результата измерения λ_max.

5. По формуле 1 определить ширину запрещённой зоны светодиода в эВ. Оценить погрешность определения Е_g. Ответ дать по форме: Е_g = (9,5 ± 0,2) эВ.