Experimentelle Untersuchungen am Wismutbolometer und theoretische Auslegungen der Ergebnisse

Abstract

h e r t und 0. Bottger (Mit 52 Abbildungen) Inhaltsiibersich t An Wismutbolometern, hergestellt durch Metallverdampfung im Hochvakuum und Kondensation des Wismutdampfes auf Zelluloidhautchen, wurden rnit dem Tragerfrequenzverfahren unter Benutzung eines Kathodenstrahloszillographen als Anzeigeinstrument Messungen ausgefuhrt. Die Bestrahlung der Bolometer, in ungeschwarztem und beruotem Zustand, erfolgte mit Gleich-und Wechsellicht, und zwar mit Rechteckimpulsen, die durch Rotation von Blenden vor einem engen Spalt entstanden. Auch der Verlauf einer einmaligen kurzzeitigen Bestrahlung bei verschieden langen Lichtblitzen wurde untersucht. Die Messungen geben die Amplituden des Oszillographenstrahles (MeBausschlag) in Abhangigkeit von der Dicke der (Zelluloid-)Tragerfolien und der Wismutschicht, von dem Druck des das Bolometer umgebenden Gases und von der Frequenz des Wechsellichtes fur Bolometer mit blanken und geschwarzten Oberflachen an. Die fur die Zeitkonstante gefundenen Abhangigkeiten vom Gasdruck, Tragerfoliendicke und Metallschichtdicke lassen sich theoretisch verstandlich machen. Die Absolutempfindlichkeit des Wismutbolometers der benutzten Bauart wird mit der anderer Strahlungsempfanger verglichen. I. Allgemeine theoretische Grundlagen A. Energiebilanz am BolometerEin Bolometer wird durch Strahlun.gsabsorption um den Temperaturbetrag AT erwarmt und dadurch sein elektrischer Widerstand verandert. Diese Widerstandsanderung kann als Ma13 der einfallenden Strahlung in einer Briickenschaltung gemessen werdeu. Wahlen wir bei der Aufstellung der Energiebilanz in Ubereinstimmung mit C z e r n y die Bezeichnung W , fur die Warmekapazitat (Watt sek cm-2 grad-') des Bolometers pro Flacheneinheit pro Grad Ubertemperatur und We (Watt ern-2 grad-') fur den spezifischen Warmeverluststrom, d. h. den gesamten Warmeverlust pro Flacheneinheit, pro Grad Ubertemperatur und Zeiteinheit gegenuber der Umgebung, so la& sich niit Q ( t ) als Einstrahlungsfunktion schreibenz) : *kdT! dt + J[T,dT = & ( t ) .(1) 1) 3. Mitteilung iiher Strahlungsempfanger.