50239

Вивчення явища фотолюмінесценції

Лабораторная работа

Физика

Прилади і обладнання Монохроматор УМ2 джерела випромінювання неонова лампочка ртутна лампа конденсорна лінза світлофільтр фотоюмінофор Опис установки Лабораторна установка зібрана на базі монохроматора УМ2 який використовується як спектроскоп.1 виділені оптичні елементи що входять до складу монохроматора. Випромінювання з люмінофора фокусується лінзою 5 на вхідну щілину монохроматора 7 і далі потрапляє на дисперсійну призму 9 через обєктив коліматора 8. За допомогою барабана довжин хвиль монохроматора на якому нанесені відносні...

Украинкский

2014-01-18

600 KB

9 чел.


 Лабораторна робота № 48

Вивчення явища фотолюмінесценції

Мета роботи

Експериментально вивчити явище фотолюмінесценції та перевірити правило Стокса

Для виконання лабораторної роботи студенту попередньо необхідно: знати фізичну суть явища фотолюмінісценції та правило Стокса (§6.5.2)

Прилади і обладнання

Монохроматор УМ-2, джерела випромінювання (неонова лампочка, ртутна лампа), конденсорна лінза, світлофільтр, фотоюмінофор

Опис установки

Лабораторна установка зібрана на базі монохроматора УМ-2, який використовується як спектроскоп. Оптична схема установки наведена на рис.1, а її загальний вигляд – на рис.2. На рис.1 виділені оптичні елементи, що входять до складу монохроматора.

Розглянемо хід променів в лабораторній установці при дослідженні явища фотолюмінісценції (див. рис.1). Випромінювання від ртутної лампи 1, яка захищена металевим кожухом 2, проходить через світлофільтр 3 та збуджує фотолюмінісценцію в люмінофорі 4. Випромінювання з люмінофора фокусується лінзою 5 на вхідну щілину монохроматора 7 і далі потрапляє на дисперсійну призму 9 через об’єктив коліматора 8. За допомогою барабана довжин хвиль монохроматора, на якому нанесені відносні одиниці – градуси, можна повертати всередині монохроматора дисперсійну призму 9 і тим самим скеровувати в окуляр 12 через об’єктив зорової труби 10 вибрану частину спектру. 

У випадку градуювання монохроматора перед конденсорною лінзою 5 розміщають неонову лампочку. Далі хід променів описаний вище.

                               Рис. 1

1 − ртутна лампа; 2 − захисний кожух ртутної лампи; 3 – світлофільтр; 4 – люмінофор;

5 − конденсорна лінза; 6 –збиральна лінза;

7 − вхідна щілина; 8 − об’єктив коліматора;

9 − дисперсійна призма; 10 − об’єктив зорової труби; 11 − візир; 12 − окуляр.

Рис. 2

1 – монохроматор; 2 – неонова лампочка в захисному кожусі; 3 – конденсорна лінза;

4 –оптична пара, яка складається з світлофільтра і люмінофора;  5 – ртутна лампа в захисному кожусі; 6 – блок живлення установки; 7 – барабан довжин хвиль; 8,9 –регулювальні  гвинти. 

Послідовність виконання роботи

ЗАВДАННЯ 1. Градуювання монохроматора

Для цього потрібно (див. рис. 2):

  1.  Розмістити на оптичній лаві перед вхідною щілиною монохроматора конденсорну лінзу 3, а за нею – неонову лампочку 2 в захисному кожусі.
  2.  Установити ширину вхідної щілини монохроматора  ~ 0,22 мм.
  3.  Увімкнути неонову лампочку в мережу 220 В.
  4.  Сфокусувати за допомогою конденсорної лінзи 3 випромінювання неонової лампочки 2 на вхідну щілину монохроматора.
  5.  Одержати чітке зображення спектральних ліній випромінювання неонової лампочки в окулярі монохроматора за допомогою регулювальних гвинтів 8 і 9, а оптимальну ширину ліній – незначним регулюванням ширини вхідної щілини монохроматора.
  6.  Обертаючи барабан 7 довжин хвиль монохроматора, почергово встановлювати спектральні лінії навпроти візира монохроматора, який можна бачити через окуляр, і робити відліки положень спектральних ліній випромінювання неону за шкалою барабана. Результати вимірювань записати в таблицю 1.
  7.  Побудувати графік градуювання монохроматора. Для цього по осі абсцис необхідно відкласти відомі значення довжин хвиль  спектра випромінювання неону, які вказані на робочому місці, а по осі ординат – відповідні їм відносні одиниці  показів за шкалою барабана 7 довжин хвиль монохроматора.

Таблиця 1

, Ǻ

, відн.од.

ЗАВДАННЯ 2. Вивчення явища фотолюмінесценції та перевірка закону Стокса

Для цього потрібно (див.рис.2):

  1.  Зняти з оптичної лави неонову лампочку 2 разом з тримачем.
  2.  Увімкнути блок живлення 6 в мережу 220 В. Далі натиснути кнопку “Пуск” на блоці живлення та спостерігати свічення ртутної лампи 5.
  3.  Сфокусувати випромінювання ртутної лампи 5 на вхідну щілину монохроматора за допомогою конденсорної лінзи 3. Спостерігати в окулярі монохроматора спектр випромінювання ртутної лампи і порівняти його з аналогічним спектром, який зображений на робочому місці.
  4.  Встановити в направляючі кожуха ртутної лампи оптичну пару 4, яка складається з світлофільтра і фотолюмінофора. УВАГА! Оптичну пару світлофільтр–фотолюмінофор встановлювати світлофільтром до ртутної лампи.
  5.  Обертаючи барабан 7 довжин хвиль монохроматора, знайти в полі зору окуляра монохроматора спектральні лінії фотолюмінесценції і записати відповідні їм поділки барабана.
  6.  Використовуючи графік градуювання монохроматора, одержаного в ЗАВДАННІ 1, визначити довжини хвиль  у спектрі фотолюмінесценції фотолюмінофора.
  7.  Перевірити виконання правила Стокса:

>,                                                                            (1)

де 0=43510 –  9 м; - довжина  хвилі випромінювання у спектрі фотолюмінісценції фотолюмінофора.

  1.  Обчислити за формулою

                                                                           (2)

енергію квантів випромінювання, які збуджують фотолюмінісценцію, а енергію квантів випромінювання фотолюмінофором за формулою

.                                                                            (3)

  1.  Проаналізувати одержані результати і зробити висновки.

Контрольні запитання

  1.  Чим відрізняється люмінесценція від теплового випромінювання тіл?
  2.  За якими ознаками класифікують люмінесцентне випромінювання?
  3.  З яких переходів складається елементарний акт люмінесценції?
  4.  Що таке квантовий вихід люмінесценції?
  5.  Сформулюйте і обґрунтуйте правило Стокса.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

18489. УТВОРЕННЯ І ВИКОРИСТАННЯ ПРИБУТКУ В СТРАХОВИХ КОМПАНІЯХ 70.5 KB
  ТЕМА 9 УТВОРЕННЯ І ВИКОРИСТАННЯ ПРИБУТКУ В СТРАХОВИХ КОМПАНІЯХ План 1.Види прибутків залежно від джерел їх утворення. 2.Порядок утворення прибутку в компаніях з ризикового страхування. 3.Визначення прибутку в компаніях зі страхування життя. 4.Прибуток від нест...
18490. УТВОРЕННЯ ТА ЛІКВІДАЦІЯ СТРАХОВИХ КОМПАНІЙ 351.5 KB
  ТЕМА 1. УТВОРЕННЯ ТА ЛІКВІДАЦІЯ СТРАХОВИХ КОМПАНІЙ 1. Організаційні форми страховиків в Україні Страховики страхова компанія страхове товариство суб'єкти страхування страхового ринку котрі відповідно до отриманої ліцензії беруть на себе зобов'язання за пев...
18491. ОПЛАТА ПРАЦІ І МАТЕРІАЛЬНЕ СТИМУЛЮВАННЯ В СТРАХОВИХ КОМПАНІЯХ 71.5 KB
  ТЕМА 3. ОПЛАТА ПРАЦІ І МАТЕРІАЛЬНЕ СТИМУЛЮВАННЯ В СТРАХОВИХ КОМПАНІЯХ План Загальна характеристика систем оплати праці в страхових компаніях. Оплата праці і матеріальне стимулювання в страховій компанії. 2.1. Традиційні системи оплати пра
18492. ЕКОНОМІЧНИЙ МЕХАНІЗМ СТРАХОВОЇ КОМПАНІЇ 139.5 KB
  ТЕМА 4. ЕКОНОМІЧНИЙ МЕХАНІЗМ СТРАХОВОЇ КОМПАНІЇ План Поняття про економічний механізм страхової компанії. Формування страхових резервів і управління страховою компанією. Класифікація витрат на утримання страхової компанії. Поняття про собівартість ...
18493. СТАТУТНИЙ КАПІТАЛ СТРАХОВОЇ КОМПАНІЇ, ЙОГО УТВОРЕННЯ ТА ВИКОРИСТАННЯ 89.5 KB
  ТЕМА 5. СТАТУТНИЙ КАПІТАЛ СТРАХОВОЇ КОМПАНІЇ ЙОГО УТВОРЕННЯ ТА ВИКОРИСТАННЯ План Утворення статного капіталу його призначення та використання. Порядок збільшення і зменшення статутного капіталу. Інвестування коштів статутного капіталу. Повернення ...
18494. ЦІНА СТРАХОВОГО ПРОДУКТУ І ГРОШОВІ НАДХОДЖЕННЯ СТРАХОВОЇ КОМПАНІЇ 312 KB
  ТЕМА 6. ЦІНА СТРАХОВОГО ПРОДУКТУ І ГРОШОВІ НАДХОДЖЕННЯ СТРАХОВОЇ КОМПАНІЇ План 1.Страховий тариф як ціна страхового продукту. 2.Страховий тарифнетто і навантаження та їх призначення. 3. Сутність грошових надходжень страховиків та їх класифікація. ...
18495. Страхові технічні резерви, їх склад та порядок формування 194 KB
  Тема 3. Лекція 3. Страхові технічні резерви їх склад та порядок формування План. Поняття страхових технічних резервів та їх склад. Порядок формування резерву незаробленої премії. Порядок формування резервів збитків. Порядок формування резерву коливань зб
18496. Резерви зі страхування життя 62.5 KB
  Тема 4. Резерви зі страхування життя І. Поняття резервів зі страхування життя та їх склад 2. Законодавчі вимоги до резервів зі страхування життя. 3. Принципи розрахунку резервів довгострокових зобов`язань. 4. Резерви належних виплат страхових сум. І. Поняття ре
18497. ІНВЕСТИЦІЙНІ ОПЕРАЦІЇ В СТРАХОВИХ КОМПАНІЯХ 122 KB
  ТЕМА 8. ІНВЕСТИЦІЙНІ ОПЕРАЦІЇ В СТРАХОВИХ КОМПАНІЯХ План 1.Джерела інвестиційних операцій. 2.Напрями інвестування галузей економіки за рахунок коштів страхових резервів. 3.Інвестиційна діяльність та формування портфеля інвестицій страховика 4.Доходи від інв