5.5. Указания по обработке результатов

1. Используя соотношение B = 0,023487ν (B– магнитная индукция поля в Тл,ν– частота генератора-автодина в МГц), по данным п. 3 предыдущего раздела определить значение индукции магнитного поля для каждого значения тока электромагнита. Построить графикB = f(I_эм).

2. Определить значение индукции B_0iс использованием градуировочного графика B = f(I_эм) и измеренных в п. 4, 5 значений силы тока в электромагните.

3. Для каждой пары значений ν_0i иB_0iпо соотношениям (5.3) и (5.4) рассчитать магнитный дипольный момент ядра.

4. Определить магнитный момент исследуемых ядер. Результат представить в стандартной форме . Выразить полученные значенияв ядерных магнетонах.

5. Обсудить соответствие измеренных магнитных моментов с результатами расчета по п. 4 задания по подготовке к работе.

5.6. Контрольные вопросы

1. Какие физические явления лежат в основе ядерного магнитного резонанса?

2. В чем отличие ядерного магнитного резонанса и электронного парамагнитного резонанса?

3. Для каких целей используется метод ЯМР?

4. Что характеризует ядерное спиновое число?

5. При выполнении каких условий может наблюдаться поглощение энергии электромагнитного поля ядром?

6. В какой вид преобразуется энергия электромагнитного поля при ядерном магнитном резонансе?

Список литературы

1. Лундин А.Г., Федин Э.И. Ядерный магнитный резонанс. –М.: Наука, 1980, гл.1, 2.

2. Бородин П.М., Володичева М.И., Москалев В.В. и др. Ядерный магнитный резонанс. Л.: Изд-во ЛГУ, 1982, гл.1.

3. Специальный физический практикум, ч.1/Под ред. А.А. Харламова. –М.: Изд-во МГУ, 1977. С.90-105.

4. Лабораторный практикум по физике. Под ред. К.А. Барсукова и Ю.М. Уханова. ­­– М. : Высш. шк., 1988. – 351с.

Работа 6 (9.4). Исследование внутреннего фотоэффекта

Цель работы: изучение зависимости фототока в сернистом свинце от напряжения и освещенности.

Приборы и принадлежности: оптическая скамья с рейте­рами, фотосопротивление ФС-A1, микроамперметр, вольт­метр, реостат, эталонная лампа накаливания.

6.1. Общие сведения

В твердом теле уровни энергии атомных электронов, трансформируются в энергетические зоны. Областиразрешенных значенийэнергии отделены друг от друга областямизапрещенных значений. Если энергетическая зона заполнена электронами не полностью, то ее электроны при наложении электрического поля могут создавать ток, в про­тивном же случае они не участвуют в токопереносе. Ширина запрещенной зоны проводников, практически равна нулю, для создания тока в проводнике достаточно приложить электри­ческое поле. Чтобы обеспечить электропроводность полупро­водника или диэлектрика, необходимо сообщить электронам некоторую энергию, которая определяется шириной запрещен­ной зоны. Так как ширина запрещенной зоны полупроводни­ков невелика, то уже при небольшом нагревании полупровод­ника электроны приобретают энергию, достаточную для пе­рехода в зону проводимости. Запрещенная зона изоляторов широка (несколько эВ), поэтому вызвать заметную электро­проводность изоляторов нагреванием невозможно.

При переходе электронов из валентной зоны в зону про­водимости на энергетических уровнях валентной зоны обра­зуются свободные места (дырки). Заполняясь электронами с нижележащих уровней, дырки перемещаются по направле­нию поля как положительные заряды.

Описанный механизм проводимости полупроводника опре­деляет собственную проводимость. Если в кристаллической решетке твердого тела имеются атомы примеси, то электроны этих атомов обычно размещаются не на энергетических уров­нях основной решетки, а на отдельных энергетических уровнях. В зависимости от расположения примесного уровня в за­прещенной зоне соответствующий атом примеси может обусловить электронную или дырочную проводимость тела. Так, занятый электронами примесный уровень вблизи дна зоны проводимости создает электронную проводимость, а свобод­ный уровень вблизи верха валентной зоны — дырочную проводимость.

Это краткое описание механизма проводимости полупроводников показывает, что проводящее состояние полупроводника является возбужденным. Поэтому всякое воздействие, сообщающее энергию электронам полупроводника, влияет на его электропроводность. Наряду с тепловым механизмом воз­буждения проводимости большое значение имеет механизм возбуждения проводимости фотонами.

Если энергия фотона, поглощаемого веществом, равна или больше энергии, необходимой для перехода электрона в зону проводимости, в твердом теле под действием излучения по­являются добавочные носители тока. Они обусловливают добавочную проводимость и создают фототок.