Thí nghiệm về bức xạ hồng ngoại

21

Phòng thí nghiệm «Kvant»
V. V. Mayer

Thí nghiệm về bức xạ hồng ngoại

Một phototransistor tự chế có thể hoạt động như một máy thu bức xạ hồng ngoại. Không khó để thực hiện bằng cách cưa bỏ phần đầu vỏ kim loại của bất kỳ bóng bán dẫn mạnh nào (ví dụ: P-210). Một phototransistor như vậy thực tế chỉ phản ứng với các tia hồng ngoại tiếp giáp trực tiếp với vùng quang phổ nhìn thấy được.

Nếu bạn hướng ánh sáng từ một đèn tích lũy có chứa dòng điện xoay chiều tới phototransistor mà bạn đã tạo ra, một điện áp xoay chiều có tần số 100 $2\mu$ sẽ xuất hiện ở các cực của nó. Độ lớn của điện áp này rất nhỏ; nó nên được tăng lên.

Sơ đồ biểu diễn đơn giản nhất được thể hiện trong hình. Bất kỳ bóng bán dẫn tần số thấp nào cũng có thể được sử dụng làm bóng bán dẫn $T_2$ và $T_3$. Bộ khuếch đại được cung cấp năng lượng bởi pin đèn pin KBS-L-0.50.

$$R_1 = 2 \text{ ком}; R_2 = 100 \text{ ком}; R_3 = 10 \text{ ком}; R_4 = 100 \text{ ком}; R_5 = 10 \text{ ком}; T_2 \text{ и } T_3 \text{- любые низкочастные трансисторы.}$$

Transitor $T_1$ có thể được bật theo cách khác - sử dụng emmeter - thiết bị đầu cuối cơ sở. Trong trường hợp này, đầu ra cơ sở được kết nối với tấm pin và điện trở $R_1$ phải lấy bằng 30 50 kohms.

Khi được lắp ráp chính xác, thiết bị sẽ bắt đầu hoạt động ngay khi bật nguồn. Việc điều chỉnh sẽ bao gồm việc chọn giá trị của điện trở $R_1$.

Đầu ra của bộ kế tiếp sơ bộ phải được kết nối bằng dây được che chắn với ổ cắm “thu âm thanh” của bất kỳ máy thu hoặc máy phát radio công nghiệp nào (bạn cũng có thể sử dụng bộ kế tần số thấp tự chế). Khi phototransistor được chiếu sáng bởi ánh sáng của đèn tích lũy đi kèm, bạn sẽ nghe thấy âm thanh có tần số 100 $2\mu$. (Nếu có thể nghe thấy “nền” mạnh của dòng điện xoay chiều ngay cả khi không chiếu sáng bóng bán dẫn, thì thiết bị kế tiếp sơ bộ phải được đặt trong hộp kim loại nối với “mặt đất” của thiết bị - điều này sẽ làm giảm nhiễu từ mạng.)

Bây giờ bạn đã có bộ thu hồng ngoại, hãy thử trả lời các câu hỏi sau:

1. Tại sao, khi chiếu sáng một phototransistor bằng đèn tích lũy chứa dòng điện xoay chiều làm bằng diamine, một âm thanh lớn (“nền”) với tần số 100 $2\mu$ được khuếch đại?

2. Làm thế nào bạn có thể tăng cường đáng kể âm thanh mà không cần thay đổi mạch thu?

3. Đảm bảo cảm biến hành động phản ứng tốt với tia hồng ngoại (Nhựa Zbonite có độ dày 0,5-1 mm chặn hoàn toàn ánh sáng nhìn thấy và truyền tia hồng ngoại).

4. Cố gắng tìm một số loại bộ lọc hồng ngoại (ví dụ: thử sử dụng các loại bộ lọc ảnh khác nhau).

5. Trên đường đi của chùm ánh sáng tới phototransistor, đặt hai tấm ảnh phân cực (có thể lấy từ bộ đồ dùng học tập về phân cực ánh sáng). Xoay một trong các tấm ảnh phân cực quanh trục của nó. Bạn quan sát thấy gì? Bạn có thể rút ra kết luận gì từ những quan sát của mình?

6. Chứng minh định luật phản xạ tia hồng ngoại.

7. Kiểm tra xem tia hồng ngoại có được tập trung vào thấu kính không?

8. Bạn có thể thực hiện những thí nghiệm nào khác để nghiên cứu tính chất của bức xạ hồng ngoại?