2015-05-14
3138
Газоразрядные лампы.
Неоновая лампа является газоразрядным источником света, в котором оптическое излучение возникает при электрическом разряде. Большинство ламп наполняется не чистым неоном, а неоно-гелиевой смесью с небольшой добавкой аргона, чтобы понизить напряжение зажигания. Поэтому свечение ламп имеет оранжево-красный цвет. Оно видно на далекие расстояния, невозможно спутать его с другими источниками света, туман ему не помеха. Широко используется в качестве световых индикаторов напряжения и тока в системах сигнализации, контрольно-измерительной аппаратуре, а также для освещения. Спектр излучения чистого одноатомного газа – неона можно видеть на рис. 1, а положение спектральных линий в нанометрах – в табл. 1.
Рис.1. Спектр неона.
Таблица.
Основные спектральные линии неона.
| Длина волны, нм |
| 453,8 |
| 470,4 |
| 471,5 |
| 475,3 |
| 482,7 |
| 488,5 |
| 495,7 |
| 534,1 |
| 540,0 |
| 585,3 |
| 588,2 |
| 603,0 |
| 607,4 |
| 614,3 |
| 616,4 |
| 621,7 |
| 626,7 |
| 633,4 |
| 638,2 |
| 640,2 |
| 650,5 |
| 659,9 |
| 692,9 |
Люминесцентная лампа также относится к газоразрядным источникам света, световой поток которых определяется в основном свечением люминофоров под воздействием ультрафиолетового излучения разряда. Люминесцентные лампы широко применяются для общего освещения, при этом их световая отдача и срок службы в несколько раз больше, чем у ламп накаливания того же назначения. Наиболее распространённой разновидностью подобных источников является ртутная люминесцентная лампа. Она представляет собой стеклянную трубку, заполненную парами ртути, с нанесённым на внутреннюю поверхность слоем люминофора. При работе люминесцентной лампы между двумя электродами, находящимися в противоположных концах лампы, возникает электрический разряд. Лампа заполнена парами ртути, и поэтому проходящий ток приводит к появлению ультрафиолетового излучения. Ультрафиолетовое излучение преобразуют в видимый свет с помощью люминофора, специального вещества, которое поглощает УФ излучение и выделяет видимый свет. Изменяя состав люминофора можно менять оттенок получаемого света. На рис. 2. представлена компактная люминесцентная лампа, а на рис. 3. – спектр излучения типичной люминесцентной лампы.
Рис. 2. Компактная люминесцентная лампа.
Рис. 3. Спектр излучения типичной люминесцентной лампы.
Цель работы: Определить с помощью монохроматора положение спектральных линий газа неона (в длинах волн) и максимумов спектра излучения люминесцентной лампы.
Приборы и материалы: Неоновая лама, люминесцентная лампа, монохроматор МСД-2.
Рис. 4. Опытная установка для наблюдения спектров излучения веществ.
Рис. 5. Панель управления монохроматором.
1 – установка исходной длины волны (200 нм).
2 – блок управления скоростью сканирования.
3 – блок управления направлением и режимами сканирования.
4 – кнопка ручного управления сканированием.
5 – блок управления режимами сканирования на заданный интервал длин волн.
Ход работы:
- Проверить правильность сборки установки, согласно схеме опыта. Убедиться, что неоновая лампа стоит прямо напротив щели монохроматора. Ознакомиться с порядком работы на монохроматоре (приложение).
- Включить неоновую лампу, монохроматор и дать прогреться приборам в течение 5-10 минут.
- Наблюдая через объектив спектр излучения неоновой лампы, отождествить линии спектра неона. Для этого кнопками управления установкой длин волн изменить длину волны так, чтобы положение вертикальной металлической нити объектива совпадало с положением одной из линий спектра неона. Выбрать 5 линий в различных местах отображаемой области спектра. Записать показания монохроматора выбранных линий спектра неона и сравнить их с табличными значениями (табл.). Лучше всего, начинить эксперимент с желтого дуплета (585,3 нм и 588,2 нм)
| 534,1 | Зеленый |
| 540,0 | Зеленый |
| 585,3 | Желтый |
| 588,2 | Желтый |
| 603,0 | Красный |
- При несовпадении значений длин волн линий спектра неона, полученных экспериментально и табличных, более чем на 2-4 нм рассчитать их разность для каждой линии спектра. Установить среднюю поправку для всех измеренных линий спектра неона.
- Установить в лапку штатива люминесцентную лампу. После пятиминутного прогрева определить максимумы спектра излучения вещества лампы. Если необходимо, используйте найденную поправку монохроматора. Данные занести в тетрадь.
- Оформить отчет. В выводе указать выявленную поправку монохроматора и максимумы спектра поглощения вещества люминесцентной лампы.
Приложение
