Излучения определяются

рич. тока) оптич. излучение, к-рое в видимой области воспринимается как одноцветное. Излучение обычно возникает в результате спонтанной рекомбинации неосн. неравновесных носителей заряда (электронов и дырок), инжектир. под действием при-лож. напряжения в активную область прибора. Цвет излучения определяется как используемым ПП материалом, так и легирующими примесями. Для изготовления С.д. чаще всего применяют кристаллы арсенида галлия GaAs, фосфида галлия GaP и их твёрдые р-ры. В качестве легирующих примесей используются: в GaP - цинк и кислород (красные С.д.) либо азот (зелёные С.д.), в GaAs - кремний либо цинк и теллур (инфракрасные С.д.). Созданы также С.д. голубого и синего цвета свечения (напр., на основе карбида кремния SiC). Яркость излучения С.д. достигает 105 кд/м2. С.д. применяются в индикаторных устройствах, системах отображения информации (в технике связи, вычислит., измерит., бытовой технике и др.); С.д. ИК-диапазона перспективен для оптич. связи.

магн. излучение, испускаемое в-вом (телом) за счёт его внутренней энергии', определяется ^термодинамич. темп-рой и оптич. св-вами в-ва. Т.п. характеризуется светимостью энергетической. Т.н., находящееся в термодинамич. равновесии с в-вом, наз. равновесным излучением (устанавливается в теплоизолир. системе, все тела к-рой находятся при одной и той же темп-ре). Спектр равновесного излучения определяется Планка законом. Для Т.н. в общем случае справедлив Кирхгофа закон излучения. См. также Стефана -Больцмана закон.

Обработка результатов измерений. Измерения производятся на стационарном режиме установки, соответствующем определенному значению температуры поверхности исследуемой проволоки, поэтому проволока и оболочка (внутренняя поверхность калориметра) участвуют в процессе установившегося лучистого теплообмена. В этом случае количество энергии, затраченное в процессе нагревания проволоки, представляет собой результирующий поток излучения, а так как Л<С <СFZ, то коэффициент излучения определяется соотношением (10.47).

В общем случае распределение плотности мощности Wr является гауссовым. Плотность мощности соответствующего теплового источника в пятне лазерного излучения определяется так:

Коэффициент ет теплового излучения определяется по уравнению (62). Для зоны / средняя температура Т берется равной температуре* на ее выходе,

При проведении опытов производятся измерения температур образца, кожуха, а также скорости нагревания образца. Для измерения этих температур служат термопары 6. С помощью дифференциальных термопар 7 проверяется режим нагревания образца. Коэффициент излучения определяется из теплового баланса. Лучистый

Коэффициент ет теплового излучения определяется по уравнению (62). Для зоны / средняя температура Т берется равной температуре на ее выходе,

Тепловые источники (ТИ) — лампы накаливания — наиболее употребительны. В основе их действия лежат законы теплового излучения. Спектр ТИ близок к спектру абсолютно черного тела (АЧТ); при соответствующей температуре имеет непрерывный характер. Длина волны максимума спектральной плотности излучения определяется законом Вина Я, = 3000 (/С), где К. — температура лампы (Т = 3000 для ламп накаливания).

В первом способе (Нуссельта) поток результирующего излучения определяется из теплового баланса относительно поверхности а — а,

В общем случае плотность потока результирующего излучения определяется разностью встречных потоков излучения, падающих на услбвную поверхность в — в (Ю. А. Суринов [Л. 175]):

Следовательно, вектор излучения определяется векторным интегралом от интенсивности излучения по сферическому телесному углу.

Для газов и жидкостей метод цилиндрического слоя применяют в виде уже известных читателю методов коаксиальных цилиндров и нагретой нити. В первом случае исследуемое веществе помещается в зазоре между трубками. Внутренняя трубка снабжается электрическим нагревателем. Во втором случае внутренняя трубка вырождается в проволоку (нить), являющуюся нагревателем. Как указывалось выше, цилиндрические слои вещества должны иметь малую толщину во избежание конвекции. Это обусловливает высокие требования к цснтроикс (соосности) внутреннего цилиндра и нагретой нити с внешней трубкой. Центровка тщательно устанавливается, а затем контролируется до и после проведения опытов. Одномерность температурного поля принципиально достигаете теми же средствами, что и в приборах для исследования твердых тел, и в частности, применением охранных концевых нагревателей. Кроме того, концевые эффекты могут быть исключены использованием вместо одной опытной трубки двух трубок одинакового диаметра, но разной длины. Проведение опытов осуществляется при одинаковых температурных условиях; вычитан сопротивление короткой нити из сопротивления длинной нити, получают сопротивление средней части с постоянным распределением температуры по длине. В приборе, описанном в [Л. 2-25], вместо двух отдельных пьтей использовалась одна, разделенная потенциальным выводом на две неравные части. Падение напряжения измеряется па обоих участках при помощи среднего потенциального вывода. Полная длина отдельных участков измеряется катетометром. Поправка на температурные изменения длины вводится расчетным путем. Для проверки конвекции используются трубки одинаковой длины, но разных диаметров. Если проведение опытов в одинаковых условиях на этих трубках приведет к одинаковым значениям Я, то можно считать, что конвекция не имеет места. Одновременно с этим следует проводить опыты с малыми толщинами слоев исследуемой среды и малыми температурными напорами. При указанных условиях достигается значение произведения GrPrs^YOO-f-SOO, при котором конвекция прамнческл отсутствует [Л. 2-24]. Потери тепла за счет теплового излучения определяются расчетным путем, а так как поверхность тепло-74

характеризуют геометрические размеры соответственно цилиндрического слоя исследуемого вещества и стенки кварцевой трубки, а А/—общий перепад температур между наружным и внутренним термометрами сопротивления. Перепад температур в стенке измерительной трубки определяется вторым членом знаменателя. При — 190° С он составляет 1,5%, а при +25° С -- 1,7% от общего Д/, Тепловые поте;)п за счет отвода тепла концами измерительных проволок и за счет теплового излучения определяются расчетным путем п практически имеют пренебрежимо малую величину.

Размеры фокального пятна источника излучения определяются размерами основания коллиматора. Коллиматоры обычно снабжаются фильтрами и диафрагмами, позволяющими в не-

Плотности потоков других видов излучения определяются из соотношений (16-14) и . (16-18) классификации излучения (§ 16-2) через найденное эффективное излучение:

Найдя Фг,ь, определяют затем плотность потока ?эфг из (17-128) применительно к каждой зоне i = i,...,n. При необходимости вычисления местных значений плотностей потоков применяются системы уравнений (17-127) и (17-131) для каких-либо расчетных точек на поверхности зон. Остальные виды потоков излучения определяются по зависимостям (А) §.17-7, вытекающим из классификации излучения.

Энергия и спектр излучения определяются схемой распада, а удельная активность зависит от химического состава вещества, в которое входит радиоактивный изотоп, и от его процентного содержания в этом веществе.

Значения В для моноэнергетического излучения в настоящее время хорошо известны (табл. 2), а для немоноэнергети-ческого излучения определяются экспериментально. При этом выполняют два измерения по схеме, приведенной на рис. 5, одно с коллиматорами для измерения М„, другие без коллиматоров— для измерения (Мп+Мр), где Мр-г-излучение, рассеянное в изделии. По полученным экспериментальным данным вычисляют значения Вэф = (М„ + МР)/М.„.

Известно, что погрешности при измерениях интенсивности излучения определяются флюктуациями величины потока и несовершенством! аппаратуры. Погрешность может определяться или действием одного из этих факторов, или же, когда их величины примерно одинаковы, обоими факторами сразу.

По классификации, предложенной в [39], все используемые в эллипсометрах схемы могут быть разделены на две группы: нулевые и ненулевые. К нулевым относятся такие, в которых азимуты поляризующих элементов измеряются в момент прохождения регистрируемой величины через нуль. В одних случаях это интенсивность света, прошедшего через оптическую систему в положении гашения, в других •— интенсивность сигнала на основной частоте в положении баланса. В ненулевых схемах параметры проекционной картины поляризованного излучения определяются не по азимутам поляризующих элементов, а по величине интенсивности света при нескольких разных их ориентациях либо по изменениям интенсивности и фазы. Наиболее типичные нулевая и ненулевая схемы представлены на рис. 124.

Полные (интегральные) объемные плотности поглощаемого и рассеиваемого излучения определяются интегрированием (1-120) и (1-121) по всему спектру частот:

Тепловые потери в окружающую среду путем конвекции и теплового излучения определяются в градуировочных опытах. При пропускании через опытный участок в адиабатных условиях рабочей (или вспомогательной) жидкости измеряются температура на входе и выходе из него и расход, по которым расчетным путем определяются тепловые потери. При электрическом обогреве измеряется подводимая электрическая мощность, которая при отсутствии движения рабочей жидкости равна тепловым потерям. Результаты опытов представляют в виде зависимости тепловых потерь от температуры поверхности теплообмена или наружной поверхности опытного участка.