Влияние длины полого катода на спектр излучения газового разряда в гелии. Курсовая работа по атомному практикуму Физический факультет НГУ, III курс, 1 семестр. Алексей В. Петренко
    Аннотация
    Экспериментально исследовалась интенсивность спектральных линий газового разряда в зависимости от длины полого катода. Рабочий газ - He, давление между электродами ~10-1 Торр. Диаметр полого катода 27мм, диапазон изменения длины полости 0-12 см. Обнаружено, что в режиме тлеющего разряда с полым катодом интенсивность наиболее ярких спектральных линий (5016A, 3889A) почти не зависит от длины полости. Некоторые менее интенсивные линии, такие как 3790A, 3750A, наоборот, вдвое ослабевают при уменьшении длины катода в два раза. Приводится качественное объяснение полученных результатов.
    1. Введение
    В настоящее время в связи с разработкой лазеров, ионных и кластерных источников [10,12], ведутся работы по исследованию физики газового разряда в системе с полым катодом. Кроме того, полый катод продолжает активно использоваться в спектроскопии, и в источниках ультрафиолетового излучения. Имеются как теоретические [3,4,11], так и экспериментальные [1,13] работы, посвященные этой теме. Возникают вопросы, относящиеся к оптимизации характеристик разряда от различных параметров, в том числе и от геометрии [2,11]. Один из вопросов, важных при разработке спектроскопических приборов и лазеров - это определение оптимальных параметров газового разряда, обеспечивающих необходимую интенсивность спектральных линий разряда и заселенность энергетических уровней атомов. Для ионных и кластерных источников интерес пред-ставляет измерение концентрации распыленного материала катода внутри полости. Об этом можно судить по яркости спектральных линий, излучаемых исследуемым веществом. В данной работе рассмотрено влияние длины цилиндрического полого катода на спектр излучения газового разряда в гелии при давлениях ~10-1 Торр.
    
    
    2. Экспериментальная часть
    2.1. Описание экспериментальной установки
    Схематический чертеж разрядного устройства представлен на рис. 1. Внутри вакуумной камеры, состоящей из дюралюминиевого блока (10) и стеклянных трубок (4), откачиваемой форвакуумным насосом до давления 2*10-2 мм. рт. ст., находятся электроды и механизм, изменяющий длину катода. Полый катод представляет собой сетчатый цилиндр, длиной 13 см и диаметром 27 мм, изготовленный из стальной немагнитной нержавеющей сетки с диаметром проволоки 0,2 мм и размером ячейки 0,80,8 мм. Левый (по рис. 2) торец катода (коллектор) находится под плавающим потенциалом и изолирован от сетки кварцевым изолятором. При помощи кольцевого магнита, внутри которого находится магнитный сердечник, коллектор можно перемещать вдоль цилиндра непосредственно в ходе эксперимента без нарушения вакуума. Коллектор (рис. 2.) изготовлен из латуни. Диаметр его обращенной к аноду металлической части равен 25 мм. Для снятия спектров использовался спектрометр на основе дифракционной решетки, обеспечивающей разрешение в несколько ангстрема. Спектр снимался при помощи ПЗС-линейки (1024 ячейки) с выводом сигнала на компьютер.
    2.2. Методика эксперимента
    Вакуумная камера откачивалась до максимального разрежения и при помощи натекателя выставлялось необходимое давление. ............