В данной лабораторной работе спектр излучения аргоновой плазмы дуги исследуется на той же установке, на которой проводилась и ЛР №1. Отличие заключается в том, что ПЗС-блок должен быть установлен в положение, соответствующее проведению эксперимента с горизонтальной ПЗС-линейкой.
Порядок проведения эксперимента включает в себя следующие этапы:
1) Подготовка рабочего участка. Следует собрать оптическую схему, изображенную на рис. 3.2.
Рис. 3.2. Схема съемки спектра дуги.
1 – плазмотрон, 2 – линза F=150, 3 – спектрограф.
2) Подготовка к работе ПЗС-блока. При отключенном питании спектрографа следует установить ПЗС-блок в необходимое положение: горизонтальная ПЗС-линейка должна находиться в крайней правой позиции.
3) Подготовка к работе спектрографа. Включить спектрограф, для чего следует включить тумблеры "Вкл." и "Затвор".
4) Подготовка к работе компьютера. Включить компьютер и запустить программу "ПЗС-спектр". При открытой входной щели спектрографа снять фоновые значения интенсивности спектра, после чего установить флажок "Вычитать фон".
5) Подготовка к работе плазмотрона. Подать на установку охлаждающую воду и газ (аргон), открыв соответствующие вентили. Отрегулировать напор газа. Включить генератор постоянного тока.
6) Поджиг дуги. После подачи электрического питания на стенд запуск плазмоторона осуществляется с помощью вспомогательного электрода: внутрь плазмотрона вставляется вольфрамовый стержень, на короткое время замыкающий электроды, после чего стержень удаляется; в результате в плазмотроне должна зажечься электрическая дуга.
7) Съемка спектра дуги. Варьируя ширину раскрытия входной щели спектрографа, добиться необходимого уровня интенсивности линий дуги: линии спектра должны быть достаточно сильными, но их высота не должна превосходить отметки 4000 по шкале программы "ПЗС-спектр". ВНИМАНИЕ! Превышение указанного уровня интенсивности может привести к выходу из строя ПЗС-линейки!
8) Сохранение результатов. Необходимо сохранить результаты съемки спектра при выбранной (и зафиксированной) ширине щели.
9) Завершение работы. После регистрации спектра следует отключить оборудование в следующем порядке: отключить электропитание стенда, отключить генератор постоянного тока, перекрыть подачу на стенд аргона и охлаждающей воды, выключить спектрограф и компьютер.
3.3. Обработка результатов лабораторной работы.
Обработка результатов данной лабораторной работы осуществляется с помощью специальной программы ПСУН "Лабораторная работа № 3", позволяющей осуществлять градуировку спектра по длинам волн и определять температуру методом относительных интенсивностей для выбираемых учащимися пар линий. Порядок обработки результатов следующий (он описан также в справочном разделе программы):
1) Открыть файл с изображением спектра.
2) Используя справочные данные по атомным спектрам [6], а также данные справочного раздела программы, отградуировать исследуемый участок спектра по длинам волн. Методика градуировки описана в п. 1.2.
3) Выбирая пары зарегистрированных атомных линий с заметно отличающимися энергиями возбуждения, определить температуру дуги. Следует получить несколько значений температуры.
4) Подготовить отчет.
3.4. Порядок защиты.
Для защиты лабораторной работы учащийся должен представить распечатанные файлы, выводимые программой "Лабораторная работа № 3". На защите лабораторной работы студент обязан продемонстрировать не только знание технической части работы, но и понимание ее теоретических основ. При подготовке к защите полезно ответить на контрольные вопросы, приведенные в п. 3.5.
3.5. Контрольные вопросы.
1. Возможно ли использование метода относительных интенсивностей для определения температуры тлеющего разряда?
2. Зависят ли вероятности переходов от параметров плазмы: концентрации частиц, температуры и пр.?
3. В
каких случаях в формуле (3.5) разность 
можно
положить равной 
?
4. Как измеряемая в работе интенсивность выбранной спектральной линии соотносится с величиной e, используемой в соотношениях (3.1) и (3.5) ?
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.