بررسی طیف با آشکارساز الکترونیکی

شکلی از یک آشکارساز الکترونیکی

وسایل و مواد لازم

• منبع نوری با لامپ کوارتزی ید دار * (این لامپ شامل یک حباب از جنس کوارتز و یک فیلامان از جنس تنگستن است و داخل محفظه ی حباب این لامپ، ید پر شده است که با تبخیر تنگستن از سیاه شدن بیش از حد حباب لامپ جلوگیری می کند).

• منبع تغذیه، کم ولتاژ و با ولتاژ متغیر.
• عدسی محدب بزرگ
• منشور با پاشندگی بالا (فلینت یا شیشه سربی) * فلینت نوعی شیشه نازک و در عین حال، سنگین و درخشان است که ضریب شکست بالایی (1/45 -2/00)  دارد و از سیلیکات سرب و پتاسیم در آن استفاده شده است، شیشه سربی، اغلب در کریستال های دکوری و ظروف کاربرد دارد و از اکسید سرب در این شیشه استفاده شده است).

• پرده ی سفید
• ترانزیستور نوری(ترانزیستوری که با جذب نور، حفره هایی در آن ایجاد می شود و این جریان توسط عمل ترانزیستور تا چندین برابر تشدید می شود).
• باتری
• Om متر (2/5-0-2/5) میلی آمپر  * این وسیله در آزمایشگاه ها برای نشان دادن تمام اجزای اندازه گیری به کار می رود).

نکات فنی

استفاده از یک عدسی تخت محدب با قطر 63 mm  و +6D  برای این آزمایش بسیار مناسب است.

ترانزیستور نوری را به طور سری به یک باتری 1/5  ولتی و om متر با مقیاس   ( 2/5- 0 -2/5 )  میلی آمپر وصل کنید. شاید لازم باشد شکافی بر روی ترانزیستور نوری قرار دهید تا جلوی عبور تابش از آن را به اجزای دیگر آزمایش بگیرید.

انواع مختلف این وسیله را در اشکال زیر می بینید:

شاید ترانزیستور بر روی صفحه ای با محل اتصال قرمز و مشکی سوار باشد. قطب اتصال قرمز باید به سمت مثبت باتری وصل شود.

توجه کنید که هیچ شکافی برای منبع نوری مورد استفاده ی شما یا یک فیلامان رشته ای موازی با لبه ی منشور لازم نیست.

ایمنی:

با توجه به این که منبع نوری مورد استفاده در این آزمایش، دارای مقادیر چشم گیری از تابش UV است، به طور مستقیم به حباب آن نگاه نکنید. عدسی به طور مؤثری نور UV را فیلتر خواهد کرد.

دستور کار:

عدسی محدب را در فاصله ی  20 cm در مقابل لامپ قرار دهید. اگر از عدسی تخت محدب استفاده می کنید، سطح تخت عدسی را به سمت لامپ بگیرید. یک تصویر از فیلامان داغ لامپ در فاصله ی دور تشکیل خواهد شد.

منشور با پاشندگی بالا را بعد از عدسی و نزدیک به آن قرار دهید. پرده ی سفید را جایی قرار دهید که در فاصله ی تصویر از عدسی (حدود 3 m  دورتر) قرار گیرد. طیف در این حالت دیده خواهد شد.

ترانزیستور را در سراسر طیف مرئی حرکت دهید و به پاسخ om متر دقت کنید. واضح است که تابشی نیز فراتر از انتهای مرئی طیف حضور دارد.

نکات تدریس:

1.  این آزمایش، تغییرات شدت و تیزی رنگ های مختلف نور را از یک فیلامان داغ در یک محفظه ی شیشه ای نشان می دهد.

2.  تابش آشکار شده، به خارج از ناحیه ی مرئی طیف می افتد، پس نشان دهنده ی تابش مادون قرمز و فرابنفش است.

اما منشور و عدسی از شیشه ساخته شده اند، بنابراین برش تیزی (در طیف) در منطقه ی مادون قرمز وجود دارد و اگر پاسخی هم در منطقه ی فرابنفش دیده شود، کمی نیز در این قسمت برش تیز وجود خواهد داشت.

3.  می توانید آزمایش را با استفاده از یک مقاومت گرمایی کوچک، سنسور مادون قرمز و فرابنفش گسترش دهید، گرچه با جذب آن طول موج ها توسط شیشه، محدودیت ایجاد می شود.

مرکز یادگیری سایت تبیان - تهیه و تنظیم: خدیجه آلچالانلو