Описание лабораторной установки

Схема и внешний вид установки представлены на рис. 10.3.

Рис. 10.3

В состав установки входят: манометрическая лампа ПМИ-2, наполненная криптоном при давлении около 1 мм ртутного столба, измерительный блок и осциллограф. Лампа помещена в металлический корпус, установленный на штативе.

На передней панели корпуса измерительного блока расположены ручки управления («НАКАЛ», «ГРУБО», «ТОЧНО»), табло индикации напряжения катод-сетка U_ск, разъемы для подключения осциллографа и его синхронизации. Сетевой выключатель находится на задней панели блока. Измерительный блок соединен с лампой ПМИ-2 и осциллографом.

Установка работает следующим образом. С измерительного блока на лампу подается пилообразное напряжение U_ск с амплитудой 40 В, а также напряжение накала лампы U_н и запирающее напряжение U_зап, которое обеспечивает нормальный режим работы лампы. Ток коллектора лампы I_к преобразуется измерительный блоком в напряжение и подается на вход Y осциллографа, который запускается импульсами, синхронизированными с пилообразным напряжением. Таким образом на экране осциллографа в относительных единицах наблюдается вольтамперная характеристика лампы, то есть зависимость I_к от напряжения катод-сетка U_ск.

Измерение величины напряжения U_ск в вольтах производится с помощью измерительного блока, который формирует на экране измерительного блока маркер. Маркер можно перемещать по экрану осциллографа с помощью ручек «ГРУБО» и «ТОЧНО». При наведении маркера на интересуемые точки отображаемой вольтамперной характеристики цифровой индикатор напряжения измерительного блока высвечивает значение U_ск в данной точке осциллограммы.

Порядок выполнения работы

1. Включите на осциллографе развертку 5 мкс/дел и усиление 0,5 В/см.

2. Включите осциллограф и установите развертку луча в центре экрана.

3. Включите измерительный блок. При этом должна засветиться лампа. Выдержать лампу во включенном состоянии в течение не менее 2-х минут для установления рабочего режима лампы.

4. Отрегулируйте синхронизацию осциллографа для получения устойчивой картины на экране.

5. С помощью ручек «ГРУБО» и «ТОЧНО» перемещайте маркер по осциллограмме, совмещая левый край маркера с характерными точками (минимумы, максимумы), и проведите измерения U_ск по индикатору измерительного блока.

6. Снимите зависимость тока коллектора лампы I_к от напряжения между сеткой и анодом U_ск. Ток коллектора I_к измерить в относительных единицах (делениях шкалы осциллографа по оси Y), а напряжение U_ск в вольтах с помощью маркера измерительного блока.

Особое внимание обратить на положения максимумов и минимумов вольт-амперной характеристики.

Результаты измерений занести в таблицу 10.1.

Таблица 10.1

Iк , дел
Uск, В

7. Построить график зависимости I_к = I_к(U_ск).

8. Из графика определить первый потенциал возбуждения для атомов криптона и его среднее значение.

9. Пользуясь формулой (10.1), определите длину волны излучения, испускаемого атомами криптона.