Оборудование

1. Светодиод на основном алюминиевом радиаторе
2. Дополнительный радиатор (изготовлен из того же профиля, что и основной)
3. Мультиметр
4. Провода банан-крокодил – 2 шт.
5. Источник постоянного тока с регулируемым напряжением и встроенным вольтметром и амперметром
6. Провод питания источника
7. Секундомер
8. Кольцевая резинка
9. Пенополистироловый клин
10. Дифракционная решетка (500 штрихов/мм) с подставкой
11. Линейка
12. Термометр без кожуха

Пенопластовый клин следует использовать для закрепления измеряющей части термометра в радиаторе (если такое измерение будет необходимо). Пример показан на рисунке ниже.

Часть A. КПД светодиода

A1  ^1.00 Измерьте минимальное напряжение $U_0$ на светодиоде, при
котором он начинает светиться.

A2  ^3.00 Снимите зависимость силы тока $I$ от напряжения $U$ на светодиоде. Поскольку при заданном напряжении сила тока зависит от температуры, подождите пока температура при заданном напряжении стабилизируется. Укажите время стабилизации. Постройте вольт-амперную характеристику (ВАХ) светодиода при силе тока, протекающего через него $0 ÷ 0.7~\text{А}$.

A3  ^5.00 Вычислите КПД $\eta$ светодиода в режиме, когда сила тока, протекающего через него, $I_{max} = 0.7~\text{А}$. Зарисуйте схему, опишите методику измерения.

A4  ^4.00 Определите теплоёмкость $C$ дополнительного радиатора. Зная молярную теплоёмкость алюминия $C_М = 3R$ и его молярную массу $\mu= 27~\text{г/моль}$ вычислите массу $m$ дополнительного радиатора.

Примечание.

1. Согласно закону Ньютона-Рихмана тепловой поток от радиатора (количество теплоты за единицу времени) в окружающую среду прямо пропорционален разности температур радиатора и воздуха в комнате.
2. Категорически запрещается пропускать через светодиод ток силой более $0.75~\text{А}$ и нагревать систему до температуры более $80^{\circ}С$. Несоблюдение этих правил может привести к выходу из строя светодиода, который повторно не выдаётся.

Часть B. Волновая оптика

B1  ^2.50 Определите среднее значение длины волны $\lambda_0$ коротковолновой полосы излучения светодиода.

B2  ^2.50 Определите её ширину $\Delta \lambda$.

B3  ^2.00 Зарисуйте схему, опишите методику измерения.