一種真空光電效應(yīng)實驗演示裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及中學(xué)物理教具領(lǐng)域，具體涉及一種真空光電效應(yīng)實驗演示裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前中學(xué)物理實驗室缺少一種光電效應(yīng)實驗演示儀，教師授課一般采用理論講解，無演示實驗，學(xué)生對于光電效應(yīng)實驗接觸少，對于光電知識的應(yīng)用研究少，因此制作一種真空光電管應(yīng)用演示裝置，研究改變?nèi)肷涔鈴姷亩喾N方式，同時引入數(shù)字化設(shè)備測定電壓、電流，對于豐富學(xué)生理論知識，培養(yǎng)學(xué)生動手能力和實踐能力具有現(xiàn)實而深遠的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]—種真空光電效應(yīng)實驗演不裝置，包括底座、教學(xué)光電管、遮光罩、多圓孔插排、移動光具座、LED發(fā)光二極管排、電壓傳感器、微電流傳感器、數(shù)據(jù)采集器、電位器、低壓電源、顯示器、USB連接線、遮光罩、凹槽；所述底座上安裝了教學(xué)光電管，所述教學(xué)光電管的遮光罩上包含一個凹槽，所述凹槽中包含一個可以移動的多圓孔插排，用于調(diào)節(jié)入射光的照射強度，其上包含六個大小不等的圓孔，面積成等差數(shù)列增大，分別為1S、2S、3S、4S、5S、6S ;所述底座上安裝了移動光具座，所述移動光具座上連接LED發(fā)光二極管排，所述LED發(fā)光二極管排包含六種不同顏色的發(fā)光二極管；所述教學(xué)光電管連接電位器及微電流傳感器；所述電壓傳感器并聯(lián)在教學(xué)光電管及微電流傳感器的兩端，用于測量教學(xué)光電管兩端的電壓；所述電壓傳感器、微電流傳感器連接數(shù)據(jù)采集器，所述數(shù)據(jù)采集器通過USB連接線連接顯示器；所述低壓電源與電位器相連，且為O至36V的直流低壓電源。
[0004]所述教學(xué)光電管的型號為⑶-28真空光電管。
[0005]所述六種不同顏色的發(fā)光二極管分別為紅、橙、黃、綠、藍、白色LED發(fā)光二極管。
[0006]所述多圓孔插排，其中光線從圓孔的有效照射面積為IS、2S、3S、4S、5S、6S六種，可任意選擇其中一種。
[0007]本發(fā)明的有益效果是:(I)光源采用紅、橙、黃、綠、藍、白色LED發(fā)光二極管排，左右移動LED發(fā)光二極管排，改變?nèi)肷涔庠吹念l率，用于研究教學(xué)光電管陰極材料截止頻率，比傳統(tǒng)白熾燈加彩色濾光片結(jié)構(gòu)新穎，研究頻率范圍寬。(2)研究光強變化時，除采用滑槽改變LED光源與光電管之間的距離，還采用多圓孔插排，可實現(xiàn)照射面積從1S、2S、3S…6S可選，左右移動多圓孔插排，改變光源照射到教學(xué)光電管的有效照射面積，在光源固定時，照射圓孔固定，通過調(diào)節(jié)電位器改變加在教學(xué)光電管上的電壓，可測定不同照射面積下的光電管的飽和電流，兩種方式達到異曲同工的效果。(3)采用電壓傳感器采集電壓值、采用微電流傳感器采集電流值，準(zhǔn)確、高效，利用數(shù)字化設(shè)備，界面更直觀，便于快速記錄動態(tài)1-U實驗數(shù)據(jù)，繪制實驗1-U圖像，比較教學(xué)光電管對于不同色光的LED光源的1-U圖像的差異；對于研究老化的光電管、靈敏度下降等現(xiàn)象，具有現(xiàn)實的重要意義。(4)采用調(diào)節(jié)電位器控制加在教學(xué)光電管兩端的電壓，便于精細化測量真空中電流；通過測定反向遏止電壓，使得實驗更容易測出光電子的最大初動能。
【附圖說明】
[0008]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)圖之一；
圖2為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)圖之二；
圖3為本發(fā)明的原理框圖；
圖中，1-底座、2-教學(xué)光電管CD - 28、3-多圓孔插排、4-移動光具座、5-LED發(fā)光二極管排、6-電壓傳感器、7-微電流傳感器、8-數(shù)據(jù)采集器、9-電位器、10-低壓電源、11-顯示器、12-USB連接線、13-遮光罩、14-凹槽。
【具體實施方式】
[0009]如圖1、圖2、圖3，一種真空光電效應(yīng)實驗演示裝置，包括底座1、教學(xué)光電管2、多圓孔插排3、移動光具座4、LED發(fā)光二極管排5、電壓傳感器6、微電流傳感器7、數(shù)據(jù)采集器8、電位器9、低壓電源10、顯示器11、USB連接線12、遮光罩13、凹槽14 ;所述底座I上安裝了教學(xué)光電管2，所述教學(xué)光電管2的遮光罩13上包含一個凹槽14，所述凹槽14中包含一個可以移動的多圓孔插排3，用于調(diào)節(jié)入射光的照射強度，其上包含六個大小不等的圓孔，面積成等差數(shù)列增大，分別為1S、2S、3S、4S、5S、6S ;所述底座I上安裝了移動光具座4，所述移動光具座4上連接LED發(fā)光二極管排5，所述LED發(fā)光二極管排5包含多個不同顏色的發(fā)光二極管；所述教學(xué)光電管2連接電位器9及微電流傳感器7 ;所述電壓傳感器6并聯(lián)在教學(xué)光電管2及微電流傳感器7的兩端，用于測量教學(xué)光電管2兩端的電壓；所述電壓傳感器6、微電流傳感器7連接數(shù)據(jù)采集器8，所述數(shù)據(jù)采集器8通過USB連接線12連接顯示器11 ;所述低壓電源10與電位器9相連，且為直流低壓電源；所述教學(xué)光電管2的型號為⑶-28真空光電管；所述六種不同顏色的發(fā)光二極管分別為紅、橙、黃、綠、藍、白色LED發(fā)光二極管；所述多圓孔插排3，其中光線從圓孔的有效照射面積為1S、2S、3S、4S、5S、6S六種，可任意選擇其中一種。
[0010]本發(fā)明的有益效果是:⑴光源采用紅、橙、黃、綠、藍、白色LED發(fā)光二極管排5，左右移動LED發(fā)光二極管排5，改變?nèi)肷涔庠吹念l率，用于研究教學(xué)光電管2陰極材料截止頻率，比傳統(tǒng)白熾燈加彩色濾光片結(jié)構(gòu)新穎，研究頻率范圍寬。(2)研究光強變化時，除采用滑槽改變LED光源與光電管之間的距離，還采用多圓孔插排3，可實現(xiàn)照射面積從1S、2S、3S…6S可選，左右移動多圓孔插排3，改變光源照射到教學(xué)光電管2的有效照射面積，在光源固定時，照射圓孔固定，通過調(diào)節(jié)電位器9改變加在教學(xué)光電管2上的電壓，可測定不同照射面積下的光電管的飽和電流，兩種方式達到異曲同工的效果。(3)采用電壓傳感器6采集電壓值、采用微電流傳感器7采集電流值，準(zhǔn)確、高效，利用數(shù)字化設(shè)備，界面更直觀，便于快速記錄動態(tài)1-U實驗數(shù)據(jù)，繪制實驗1-U圖像，比較教學(xué)光電管2對于不同色光的LED光源的1-U圖像的差異；對于研究老化的光電管、靈敏度下降等現(xiàn)象，具有現(xiàn)實的重要意義。(4)采用調(diào)節(jié)電位器9控制加在教學(xué)光電管2兩端的電壓，便于精細化測量真空中電流；通過測定反向遏止電壓，使得實驗更容易測出光電子的最大初動能。
【主權(quán)項】
1.一種真空光電效應(yīng)實驗演不裝置，包括底座(I)、教學(xué)光電管(2)、多圓孔插排(3)、移動光具座(4)、LED發(fā)光二極管排(5)、電壓傳感器(6)、微電流傳感器(7)、數(shù)據(jù)采集器(8)、電位器(9)、低壓電源(10)、顯示器(11)、USB連接線(12)、遮光罩(13)、凹槽(14);其特征在于:所述底座(I)上安裝了教學(xué)光電管(2 )，所述教學(xué)光電管(2 )的遮光罩(13 )上包含一個凹槽(14)，所述凹槽(14)中包含一個可以移動的多圓孔插排(3)，其上包含六個大小不等的圓孔，面積成等差數(shù)列增大，分別為1S、2S、3S、4S、5S、6S ;所述底座(I)上安裝了移動光具座(4)，所述移動光具座(4)上連接LED發(fā)光二極管排(5)，所述LED發(fā)光二極管排(5)包含六種不同顏色的發(fā)光二極管，分別為紅、橙、黃、綠、藍、白色LED發(fā)光二極管。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種真空光電效應(yīng)實驗演示裝置。包括教學(xué)光電管、遮光罩、多圓孔插排、移動光具座、LED發(fā)光二極管排、電壓傳感器、微電流傳感器、數(shù)據(jù)采集器、顯示器；所述教學(xué)光電管的遮光罩的凹槽上包含一個多圓孔插排，所述移動光具座上連接LED發(fā)光二極管排，包含六種不同顏色的發(fā)光二極管；所述電壓傳感器、微電流傳感器連接數(shù)據(jù)采集器，所述數(shù)據(jù)采集器連接顯示器；本發(fā)明的有益效果是：光源采用多色發(fā)光二極管排，用于研究真空光電管陰極材料截止頻率；研究光強變化時，除采用滑槽改變LED光源與光電管之間的距離，還采用多圓孔插排，可實現(xiàn)照射面積從1S、2S、3S…6S任選，可測定不同照射面積下的光電管的飽和電流。
【IPC分類】G09B23/18
【公開號】CN105139729
【申請?zhí)枴緾N201510597520
【發(fā)明人】周彤彤, 許佳寧, 沈君儀
【申請人】興化市成順消防科技研究院有限公司
【公開日】2015年12月9日
【申請日】2015年9月20日