2. Порядок выполнение лабораторной работы

1. Объект исследования: кристаллы ZnSe и GaP.

2. Схема лабораторной установки. Лабораторная установка представляет собой спектрофотометр СФ-26 с установленными в нем пластинами исследуемых кристаллов (рис. 1). Принцип работы прибора следующий. Свет от источника (лампы накаливания) превращается в параллельный пучок и подается на диспергирующую призму, где разлагается в спектр. Требуемый участок спектра вырезается с помощью щели. Ширина щели может изменяться в пределах от 0,01  до 20 мм (ручка 1) и контролируется по шкале ЩЕЛЬ (2). Поток лучей вырезанного участка спектра попадает на фотоприемник, выходное напряжение которого регистрируется стрелочным прибором (3). Относительная интенсивность Т светового потока (при выбранной ширине щели) отсчитывается по верхней

Рис 1. Передняя панель СФ-26 (органы управления, не используемые в работе, не показаны)

шкале стрелочного прибора. Длина волны спектральной составляющей изменяется путем поворота диспергирующей призмы (ручка 4) и контролируется по шкале ДЛИНА ВОЛНЫ (5). Если на пути светового потока поместить исследуемый образец, то стрелочный прибор зарегистрирует только ту часть потока, которая пройдет через образец.

В работе исследуется спектр оптической прозрачности кристаллов ZnSe и GaP в диапазоне волн от 640 до 400 нм. Исследуемые образцы размещаются в светонепроницаемом отсеке спектрофотометра (кювете) между оптической системой и фотоприемником (рис. 2), закрепляются на специальной каретке и могут перемещаться в направлении перпендикулярном световому потоку с помощью выдвижного штока, на который насажена ручка (6). При полностью вдвинутом штоке на пути светового потока оказывается образец ZnSe, при полностью выведенном – образец GaP. Среднее положение, отмеченное красной меткой на выдвижном штоке, соответствует прямому попаданию светового потока на вход фотоприемника.

Р ис. 2. Схема размещения образцов

Порядок выполнения экспериментальной части работы

Порядок подготовки и включения спектрофотометра. Перед включением спектрофотометра в сеть в присутствии преподавателя (лаборанта) ознакомьтесь с размещением исследуемых образцов. Проверьте положение органов управления спектрофотометра: переключатель ЗАКР-ОТКР (7) должен находиться в положении ЗАКР; переключатель К-Ф на верхней панели СФ-26 должен находиться в положении Ф (фотометрия); ручка НУЛЬ (8) должна быть была повернута до предела по часовой стрелке.

Включите спектрометр:

– установите ширину щели – 0,3 мм (ручка 1, шкала ЩЕЛЬ 2);

– включите вилку шнура питания спектрофотометра в розетку, а тумблер (9) переключите в положение СЕТЬ, при этом должны загореться две лампочки: лампочка СЕТЬ и красная лампочка Н;

– дайте спектрофотометру прогреться в течение 15 мин.;

– ручкой НУЛЬ (8), установите стрелку прибора (3) на нулевую отметку верхней шкалы.

2. Измерение спектральной характеристики системы «источник света – фотоприемник»:

– поставьте выдвижной шток с помощью ручки 6 в среднее положение (выдвиньте шток до появления красной метки);

– установите длину волны 640 нм (ручка 4);

– переключатель ЗАКР-ОТКР (7) переведите в положение ОТКР;

– медленно уменьшая длину волны (ручка 4), добейтесь максимального отклонения стрелки, и затем, изменяя ширину щели (ручка 1), установите стрелку прибора на отметку 100% (Т₀ = Т_0(max) = 100 %) В дальнейшем ширину щели не менять! После этого снова установите длину волны 640 нм;

– изменяя длину волны через 20 нм, определите относительную интенсивность Т₀ спектральных составляющих в диапазоне длин волн от 640  до 400 нм, и результаты запишите в табл. 1.

Таблица 1. Экспериментальные и расчетные характеристики

Длина волны , нм	Результаты измерений, %			Результаты расчетов
	Т0	Т1	Т2
	Без образца	ZnSe	GaP
640 . . 400

3. Измерение оптической прозрачности образцов ZnSe и GaP.

Образец ZnSe:

– установите длину волны 640 нм;

– полностью вдвиньте выдвижной шток (при этом на пути светового потока окажется образец ZnSe);

– изменяя длину волны через 20 нм, определите относительную интенсивность спектральных составляющих Т₁ в диапазоне длин волн от 640  до 400 нм и результаты запишите в табл. 1; при некоторой длине волны (граница световой прозрачности _гр) интенсивность спектральной составляющей, прошедшей через образец, становится равной нулю Т₁ = 0 и при дальнейшем уменьшении длины волны не изменяется; медленно изменяя  вблизи Т₁ = 0, определите точное значение _1гр и запишите его в табл. 2.

Таблица 2. Значения граничных длин волн

1гр =

2гр =

Образец GaP:

– установите длину волны 640 нм;

– полностью выдвиньте шток (при этом на пути светового потока окажется образец GaP);

– по аналогии с образцом ZnSe измерьте оптическую прозрачность Т₂ = f( ) и граничную длину волны _2гр ; результаты запишите в табл. 1 и 2.

Внимание. После окончания измерений необходимо:

– переключатель (7) перевести в положение ЗАКР.;

– выключить тумблер СЕТЬ (9);

– вынуть вилку шнура питания спектрофотометра из сетевой розетки.