1  ^0.10 Укажите в работе номер выданного вам короба (номер расположен снизу короба).

1 В работе указан номер короба участника.

0.10

2  ^0.20 Не вынимая стекла с фотохромной пленкой из короба, подключите питание только к синему светодиоду и измерьте силу тока $I_{фд0}$, протекающего через фотодиод, при закрытой крышке короба. Измерение следует проводить с особой аккуратностью, так как это значение существенно влияет на дальнейшие численные результаты. Запишите получившееся значение. Это сила тока, соответствующая мощности светового потока от синего светодиода, попадающего на фотодиод, с учетом потерь при отражении света на двух границах поглощающего материала.

1 Значение силы тока $I_{фд0}$ лежит в диапазоне \[I_{фд0}\in[5.0, 85.0]~мкА\]

0.20

3  ^1.20 Подключите питание к ультрафиолетовому светодиоду (внешне он слабо отличается от синего). Поднесите к нему стеклянную пластинку с фотохромной пленкой, опишите наблюдаемую картину. Повторите аналогичные действия с синим светодиодом. Опишите наблюдаемый эффект.

Описана наблюдаемая картина при освещении ультрафиолетовым светодиодом:
2 Наблюдается затемнение пластины	0.40
3 Затемнение пластины увеличивается со временем	0.20
4 Затемнение пластины выходит на постоянный уровень	0.20
Описана наблюдаемая картина при освещении синим светодиодом:
6 Прозрачность пластины не изменяется.	0.40

4  ^2.70 В этом пункте вам предстоит исследовать постепенное просветление стекла после его облучения ультрафиолетом. Перед началом измерений протрите фотодиод и стекло спиртовой салфеткой. Подключите светодиоды и фотодиод к батарейному отсеку. Закройте короб крышкой. Выждите $5$ минут, за это время показания амперметра, измеряющего силу фототока, должны перестать изменяться. Отключите ультрафиолетовый светодиод от питания и одновременно запустите секундомер. Измерьте зависимость силы фототока $I_{фд}$ от времени $t$. Измерения проводите не менее $10$ минут.

Приведена схема электрической цепи:
2 Оба светодиода, фотодиод и источник питания соединены параллельно друг другу	0.40
3 У всех трёх элементов указана верная полярность подключения	0.40
Проведены прямые измерения зависимости $I_{фд}(t)$:
5 Измерения проводились не менее 10 минут.	0.40
6 Измерения проводились в режиме $200~\text{мкА}$ (с точностью $0.1~мкА$)	0.30
7 Количество измерений (по 0.1 балла за измерение, оценивается не более 12 измерений)	12 × 0.10

5  ^1.80 При отсутствии ультрафиолетового излучения скорость изменения концентрации молекул $B$: $$\frac{dn_B}{dt}=-\beta n_B.\tag{4}$$ Решая данное дифференциальное уравнение, получаем: $$ \ln{\frac{n_B}{n_{B0}}} = -\beta t, \tag{5}$$ где $n_{B0}$ – концентрация молекул в состоянии $B$ в момент времени $t=0$, а $n_{B}$ – концентрация молекул в состоянии $B$ в момент времени $t$.

С помощью данных, полученных в предыдущем пункте, определите значение константы $\beta$.

1 Получено выражение, связывающее концентрацию поглощающих молекул с силой тока, протекающего через светодиод: $n_B=\frac{1}{\chi l}\ln{\frac{I_\text{фд0}}{I_{\text{фд}}}}$.	0.20
2 Получено выражение, описывающее зависимость силы тока, протекающего через светодиод, от времени: $\ln{\left(\ln{\frac{I_\text{фд0}}{I_{\text{фд}}}}\right)}-\ln{l \chi n_{Bmax}}=-\beta t$ (или аналогичное).	0.30
3 Предложены координаты, линеаризующие зависимость $I_{фд}(t)$, например: $\ln{\left(\ln{\frac{I_\text{фд0}}{I_{\text{фд}}}}\right)}$ и $t$.	0.10
4 Произведен пересчет всех значений экспериментальных точек	0.50
Построен график линеаризованной зависимости (Внимание! Если график является неверным по существу, а также при отсутствии в работе таблицы со значениями величин, откладываемых на графике, график не оценивается)
6 выбран разумный масштаб	0.10
7 оси подписаны и оцифрованы	0.10
8 нанесены все точки из таблицы	0.10
9 корректно проведена аппроксимирующая прямая	0.10
Определено значение константы $\beta$
11 правильно рассчитан угловой коэффициент линеаризованной зависимости	0.10
12 $\beta \in [2.0;10.0]\cdot 10^{-3}~с^{-1}$	0.20

6  ^2.50 В зависимости от мощности падающего ультрафиолетового излучения пленка затемняется по-разному, а значит в разной степени пропускает излучение от светодиодов на фотодиод. Соберите схему питания ультрафиолетового светодиода так, чтобы у вас была возможность изменять силу тока, протекающего через него. Нарисуйте схему подключения в работе. Перед началом измерений протрите фотодиод и стекло спиртовой салфеткой. Выставьте значение силы ток через фиолетовый светодиод $I_{УФ}\approx 1.5~мА$. Запишите в работу значение силы тока через ультрафиолетовый светодиод. Дождитесь установления состояния, в котором степень затемнения пленки под воздействием ультрафиолетового излучения стала постоянной.

После этого выключите питание ультрафиолетового светодиода и быстро запишите значение силы тока, протекающего через фотодиод сразу после выключения УФ светодиода. Выключение УФ светодиода производится для того, чтобы фотодиод фиксировал только излучение синего светодиода, мощность которого постоянна во всем эксперименте. При этом пленка не будет успевать просветлиться, а значение фиксируемой фотодиодом мощности излучения будет зависеть только от степени затемнения пленки.

Повторите аналогичные измерения несколько раз, увеличивая значение силы тока протекающего через УФ светодиод. Измерьте зависимость силы тока через фотодиод под воздействием попадающего синего излучения от силы тока через УФ светодиод.

1 Представлена схема питания ультрафиолетового светодиода, позволяющая изменять силу тока, протекающего через него (одна из двух на картинке ниже).	0.40
2 Измерено хотя бы одно значение $I_{фд}$ при $I_{УФ}>6.0~мА$	0.30
3 Явно указано время, выжидаемое перед отключением фиолетового светодиода (оценивается, если время ожидания больше 3 минут)	0.20
Проведены измерения зависимости силы тока через фотодиод под воздействием попадающего синего излучения от силы тока через УФ светодиод
5 количество измерений (по 0.2 балла за измерение, оценивается не более 8 измерений)	8 × 0.20

7  ^1.50 Постройте график измеренной в предыдущем пункте зависимости в таких координатах, в которых он будет линейным. Теоретически обоснуйте предложенную линеаризацию.

1 Рассмотрено стационарное состояние, получена правильная связь между начальной силой фототока после отключения УФ-светодиода и силой тока через УФ-светодиод, при которой установилось это стационарное состояние: \[\frac{\chi l}{\ln{\frac{I_{\text{фд0}}}{I_{\text{фд}}}}}=\frac{1}{I_\text{УФ}}\frac{\beta}{\alpha \zeta n}+\frac{1}{n}\]или аналогичное.	0.40
2 Предложены координаты, в которых график будет линейным, например:: $\frac{1}{\ln{\frac{I_{фд0}}{I_{\text{фд}}}}}$ и $\frac{1}{I_{УФ}}$.	0.10
3 Произведен пересчет всех значений экспериментальных точек	0.30
Построен график линеаризованной зависимости (Внимание! Если график является неверным по существу, а также при отсутствии в работе таблицы со значениями величин, откладываемых на графике, график не оценивается)
5 выбран разумный масштаб	0.10
6 оси подписаны и оцифрованы	0.10
7 нанесены все точки из таблицы	0.10
8 в предложенных координатах график зависимости линейный	0.30
9 корректно проведена аппроксимирующая прямая	0.10