Описание установки

Блок-схема установки изображена на рис. 15.4. В качестве источника с линейчатым спектром излучения используется ртут­ная лампа 2, которая запускается от блока питания БП 1. Излучение лампы попадает на входную щель 8 монохроматора УМ-2 4. Основное назначение монохроматора состоит в том, что он выделяет из излучения сложного спектрального состава узкие спектральные линии, т.е. дает на выходе прибора монохроматический свет. За входной щелью 3 расположена заслонка 5, с помощью которой при необходимости можно перекрывать световой поток. Входная щель монохроматора расположена в фокальной плоскости линзы 6 (объектив коллиматора), дающая параллельный пучок лучей. Далее по ходу лучей расположен основной элемент монохроматора — диспергирующее устройство 7, представляющее собой комбинацию стеклянных призм. Так как показатель преломления стекла зависит от длины волны, то диспергирующее устройство производит пространственное разделение световых пучков с различными длинами волн.

Рис.15.4

Линза 9 фокусирует световые лучи на выходной щели 10 монохроматора. Излучение, выходящее из монохроматора, может изучаться визуально с помощью зрительной трубы 11, поскольку в ее поле зрения попадает лишь узкий спектр источника. Поворачивая систему призмы вращением барабана 8, можно направлять на выходную щель 10 отдельные линии спектра ртутной лампы. Длины волн линий определяются по положению указателя барабана и атласу линий ртутной лампы. В данной работе предусмотрена возможность установки на выходе монохроматора вместо зрительной трубы кожуха 12 с фотоэлектронным умножителем (ФЭУ).

В настоящее время ФЭУ получили широкое применение в науке и технике и предназначены для регистрации очень слабых световых сигналов за счет внутреннего усиления фототока. Усиление фототока в ФЭУ (до десятков миллионов раз) основано на явлении вторичной электронной эмиссии. Бомбардировка поверхности металла или полупроводника электронным пучком, ускоренным полем, вызывает эмиссию вторичных электронов с облучаемой поверхности. Следует отметить, что в настоящей работе система умножения электронов не используется и ФЭУ работает в режиме простого фотоэлемента.

Ускоряющее поле между катодом К и анодом А обеспечивается блоком питания ФЭУ (БП₂) 18 (см. рис. 15.4). Регулировка напряжения производится с помощью ручек «Грубо» и «Плавно», расположенных на блоке. Положение переключателя «Кл» «+» соответствует положительному () потенциалу анода относительно катода; « – » — отрицательному (). Измеряется анодное напряжение цифровым вольтметром В7-16А 17.

Ток ФЭУ протекает через сопротивление нагрузки R 13, включенное в цепь анода. Напряжение на этом сопротивлении усиливается усилителем, который конструктивно смонтирован в кожухе ФЭУ. Напряжение, даваемое на усилитель 14, снимается с блока питания БП₃ 15. С выхода усилителя сигнал подается на вход цифрового вольтметра В7-21 16, показания которого, таким образом, пропорциональны значению фототока I.

Рис.15.5

Внешний вид монохроматора УМ-2 представлен на рис. 15.5. На этом рисунке 1 — входная щель монохроматора, ширина которой регулируется микровинтом 2; 3 — фокусировочный винт объектива коллиматора; 4 — барабан с указателем; 5 — накатанное кольцо для фокусировки указателя; 6 — стопорный винт зрительной трубы; 7 — тумблер включения осветительной системы монохроматора; 8 — рычаг заслонки.