- •Министерство образования и науки российской федерации
- •«Тюменский государственный нефтегазовый университет»
- •Физика твёрдого тела, часть 2
- •К лабораторным работам по дисциплине «Физика»
- •Лабораторная работа №7-3. Исследование электролюминесценции кристаллофосфоров
- •1. Введение
- •1.1. Люминесценция и её основные свойства
- •1.3.1. Спектры электролюминесценции
- •1.2. Механизм свечения кристаллофосфоров
- •1.3. Основные характеристики электролюминесценции кристаллофосфоров
- •1.3.2. Зависимость яркости от напряжения
- •1.3.3. Частотная зависимость яркости
- •1.4. Электролюминесцентный источник света
- •2. Описание лабораторной установки
- •4. Обработка результатов измерений
- •5. Требования к отчёту
- •6. Контрольные вопросы
- •1.2. Контактная разность потенциалов и барьерная ёмкость электронно-дырочного перехода в полупроводниках
- •2. Описание лабораторной установки
- •3. Порядок выполнения работы
- •3.1. Измерение зависимости барьерной ёмкости p-n-перехода от обратного напряжения
- •3.2. Определение контактной разности потенциалов
- •4. Требования к отчёту
- •5. Контрольные вопросы и задания
- •6. Литература
- •Лабораторная работа № 7-5 изучение явления термоэлектронной эмиссии и определение работы выхода электронов из металла
- •1. Постановка экспериментальной задачи
- •1.1. Металл как потенциальная яма
- •1.2. Распределение свободных электронов в металле по энергиям
- •1.3. Работа выхода
- •1.4. Уравнение термоэлектронной эмиссии
- •2. Методика определения работы выхода электрона из металла (метод прямых Ричардсона).
- •3. Схема и описание лабораторной установки
- •4. Порядок выполнения работы
- •4.1. Исследование зависимости анодного тока от напряжения между анодом и катодом при различных температурах катода (снятие вольт-амперных характеристик)
- •4.2. Определение токов насыщения и вычисление работы выхода электрона из вольфрама
- •5. Требования к отчету
- •6. Контрольные вопросы и задания
- •Литература
- •3.4. Измерение частотной зависимости яркости 10
- •625036, Г.Тюмень, ул. Володарского, 38.
- •625039, Г.Тюмень, ул. Киевская,52
2. Описание лабораторной установки
Измерения проводятся с помощью установки, схема которой приведена на рис.6.
Рис.6. Схема установки
Переменное напряжение, вырабатываемое генератором электрических колебаний звуковой частоты ГЗ подаётся на электролюминесцентные конденсаторы С1 и С2. Величина напряжения, подаваемого на ЭЛИ измеряется вольтметром V, входящим в состав генератора. Один ЭЛИ (С1) предназначен для визуального наблюдения свечения люминофора, а со второго ЭЛИ (С2) излучение попадает на фоторезистор RФ. Проводимость фоторезистора (и ток через него) пропорциональны падающему на него световому потоку, а, значит, и яркости излучения ЭЛИ). Ток через фоторезистор измеряется микроамперметром A. Для определения яркости по значениям тока через фоторезистор к установке прилагается градуировочный график. Блок питания БП предназначен для подачи постоянного напряжения на фоторезистор.
3. Порядок выполнения работы
3.1. Подготовка установки к работе
Проверить правильность сборки схемы (рис.6), уяснить назначение отдельных элементов. Ознакомиться с ручками управления генератора ГЗ; выяснить, каким образом можно изменять частоту и напряжение.
Включить блок питания БП и генератор ГЗ в сеть. Установить частоту 2 кГц.
Отрегулировать напряжение таким образом, чтобы появилось свечение ЭЛИ (С1).
3.2. Визуальное наблюдение изменения спектрального состава излучения люминофора при изменении частоты возбуждающего поля
Задавая различные значения частоты генератора ГЗ, наблюдайте изменение цвета свечения люминофора. Вывод занесите в отчёт.
3.3. Измерение вольт-яркостной характеристики
Установить частоту =2000 Гц. Изменяя напряжение на ЭЛИ в пределах, указанных на установке, измерить зависимость тока через фоторезистор I от напряжения U (получить 5-10 точек). Результаты занести в таблицу 1. Для каждого значения тока с помощью градуировочного графика определить яркость свечения В*.
3.4. Измерение частотной зависимости яркости
Задавая разные значения частоты генератора ГЗ и регулируя усиление таким образом, чтобы напряжение оставалось постоянным, снять зависимость тока I от частоты . Результаты занести в таблицу 2. Аналогичные измерения произвести при другом значении напряжения.
Таблица 1. Вольт-яркостная характеристика
=1 кГц |
|||||
, В |
|
|
, В-1/2 |
|
|
… |
… |
… |
… |
… |
… |
Таблица 2. Частотная зависимость яркости
|
|
|
||
, Гц |
, мкА |
, кд/м2 |
, мкА |
, кд/м2 |
… |
… |
… |
… |
… |
4. Обработка результатов измерений
1. Вычислить значения , , и занести результаты в таблицу 1.
2. Построить графики:
а) зависимость яркости В* от напряжения U (вольт-яркостную характеристику);
б) частотной зависимости яркости (две кривых на одном графике);
в) зависимости
3. С помощью графика зависимости определить коэффициенты и в вольт-яркостной характеристике (см. п.1.3).
4. Записать выражение, описывающее вольт-яркостную характеристику с числовыми значениями коэффициентов и .
