2. Експериментальна частина

Рис.8

Рис.8

Схема експериментальної установки показана на рис.8. Тут М – монохроматор, що складається з наступних елементів:

• Щ₁- вхідна щілина, Щ₂- вихідна щілина,

• Об і Об₁– об'єктиви, Ок – окуляр,

• Пр – призма, за допомогою якої біле світло розкладається в спектр,

• Ст – станина

МКП –мікрометричний пристрій або лімб, обертання якого викликає поворот призми і тим самим на вихідну щілину направляються різні вузькі (майже монохроматичні) ділянки спектра.

Наступні елементи схеми включають:

• S – джерело світла (лампа розжарювання),

• ФСК – фотоопір,

• мкА- прилад для реєстрації фотоструму,

• Б – джерело постійної напруги.

Для роботи з монохроматором використовують криву дисперсії цього приладу, що показує, яка довжина хвилі вихідного світлового пучка відповідає даному показанню лімба.

Як джерело випромінювання в даній роботі використовується лампа розжарювання з вольфрамовою ниткою, що дає суцільний спектр. Розподіл енергії в спектрі випромінювання цієї лампи неоднорідний: найбільша енергія випромінюється на довжині хвилі l=1200 нм, а по обидві сторони від цього значення довжини хвилі випромінювана енергія монотонно убуває.

Рис.9

Фотопровідність прийнято вимірювати або при постійному значенні енергії в різних ділянках спектра, що поглинається зразком, або при рівній кількості квантів, що поглинаються, у різних ділянках спектра поглинання зразка. Ці умови можна здійснити, якщо регулювати потужність вхідного в монохроматор світлового пучка таким чином, щоб на виході монохроматора одержувати світловий пучок або з рівною енергією, або з рівною кількістю квантів у різних ділянках спектра. Це можна досягти, змінюючи ширину вхідної щілини монохроматора. Природно, що при переході до спектральної ділянки, де потужність випромінювання лампи зростає, ширину вхідної щілини необхідно відповідним чином зменшити. У роботі використовується графік, за допомогою якого можна визначити ширину вхідної щілини для тієї чи іншої довжини хвилі. На рис. 9 показано, як для даного відліку по лімбу знаходити відповідні значення ширини вхідної щілини d і довжини хвилі l.

Порядок проведення вимірів.

• Попередньо знаходимо спектральний інтервал фоточутливості зразка. Для цього, плавно обертаючи барабан мікрометричного пристрою, знаходимо такі відліки по лімбу n₁ і n₂, для яких сила фотоструму дорівнює нулю. У процесі обертання необхідно стежити за показаннями мікроамперметра, щоб уникнути його зашкалення в міру наближення до максимуму фоточутливості. Якщо така ситуація виникає, необхідно зменшити ширину вхідної щілини монохроматора.

• Вибираємо усередині інтервалу [n₁, n₂] десять більш-менш рівновіддалених точок. Для кожної точки по градуїровочному графіку (див. рис.9) знаходимо відповідні значення ширини вхідної щілини і довжини хвилі. Результати заносимо в таблицю.

• Установлюємо послідовно на барабані мікрометричного пристрою обрані відліки, на вхідній щілині – відповідну ширину і знімаємо показання мікроамперметра.

• При закритій вхідній щілині вимірюють значення темнового струму I_т= , мкА.

Таблиця

Темновой струм I_т= , мкA

№ п/п	Відлік по лімбу	Довжина хвилі, нм	Ширина вхідної щілини, мм	Показання мікроамперметра при освітленні, мкА	Фотострум Iф=I – Iт, мкА
1 . . . 10

Обробка результатів вимірів.

1. По отриманим даним будуємо графік залежності фотоструму від довжини хвилі збуджуючого світла.

2. З графіка знаходимо червону границю фотопровідності l_ч в нм.

3. По формулі (4) знаходимо ширину заборонної зони.