Экспериментальная установка и работа на ней

Рис.3. Оптическая схема монохроматора МУМ-01

1 – источник света (светодиоды), 2 – конденсор, 3 – щель, 4 – зеркало, 5 – отражательная дифракционная решетка, 6 – зеркало, 7 – выходная щель, 8 – выходная щель.

Основой экспериментальной установки является малогабаритный универсальный монохроматор МУМ-01 (рис.3). В корпусе монохроматора смонтирован источник света – светодиоды 1. Для расположения объекта исследований (светофильтров) предназначено кюветное отделение 6 (рис.1). В этом же корпусе помещено устройство, способное фиксировать интенсивность света (фотодиод) 7 (рис.1). Сигнал (ЭДС фотодиода) поступает в блок обработки сигналов и измеряется мультиметром. Мультиметр подключается к блоку обработки сигналов специальным штекером. Электропитание установки производится через блок питания. Он содержит понижающий трансформатор и включается в розетку с напряжением 220В.

Разложение света в спектр осуществляет отражательная дифракционная решетка 5 (рис.3).

Положение дифракционной решетки определяет длину волны света, который попадает в щель 7 или 8 (рис.3). Решетка с помощью редуктора может поворачиваться, направляя в щель свет той или иной длины волны. Положение решетки связано с указателем (шкалой). Поэтому шкалу градуируют в длинах волн (нанометрах). Поворот решетки производится ручкой, расположенной вблизи указателя длины волны (шкалы). Измеритель длины волны охватывает диапазон от 200нм до 800нм с точностью 0,2нм.

Порядок выполнения работы

1. Монохроматор МУМ-01 находится в собранном виде. В нем установлены источник света, приемник излучения, конденсор, дифракционная решетка, кювета для исследуемых образцов. Все эти элементы и другие вспомогательные детали смонтированы в корпусе.

2. Необходимо подключить с помощью штекера мультиметр к блоку обработки сигналов.

3. Проверить, чтобы щели перед источником и приемником излучения были вставлены шириной 0,5 мм.

4. Переключатель на блоке обработки сигнала поставить в положение 2.

5. Нажать до упора рукоятку переключения выходов монохроматора, расположенную на корпусе монохроматора со стороны источника излучения.

6. Включить блок питания в розетку 220В (прогрев установки должен быть до 15 мин.).

7. Поставить на мультиметре предел измерения напряжения до 2000мВ. Производить переключение пределов измерения по мере необходимости.

Задание 1.

Снять спектр излучения источника света в пределах от 380нм до 760нм. Для этого поставить по шкале длин волн излучения с длиной волны =380нм. По показанию мультиметра зафиксировать значение ЭДС фотодиода – U. ЭДС фотодиода пропорциональна интенсивности падающего на него света, Результаты измерений занести в таблицу №1. Шаг измерения 10нм.

Таблица №1. Зависимость интенсивности излучения от длины волны.

№	1	2	3	4	5	6	7
, нм	380	390	400	410	420	430	440
U, мВ

№	8	9	10	11	12	13	14
, нм	450	460	470	480	490	500	510
U, мВ

№	15	16	17	18	19	20	21
, нм	520	530	540	550	560	570	580
U, мВ

№	22	23	24	25	26	27	28
, нм	590	600	610	620	630	640	650
U, мВ

№	29	30	31	32	33	34	35
, нм	660	670	680	690	700	710	720
U, мВ

№	36	37	38	39
, нм	730	740	750	760
U, мВ

По результатам измерений построить график зависимости U=f( ).