CN205211277U - 普朗克常数测定装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种普朗克常数测定装置，包括具有固定波长、用于提供光源的半导体激光器，所述半导体激光器连接有供电电源，所述半导体激光器的光发射端设置有感光模块，所述感光模块与所述半导体激光器之间设置有遮光装置，所述感光模块的信号输出端连接有电信号检测仪。本实用新型不但具有设备功耗小、使用寿命长的优点，而且整体结构设计小巧简单，测试使用方便，测试结果精确。
Description
技术领域
本实用新型涉及物理实验仪器技术领域，具体涉及一种普朗克常数测定装置。
背景技术
19世纪末，普朗克为解决黑体辐射问题引入了普朗克常数h，1905年爱因斯坦提出了辐射能量E以hν为不连续的最小单位的量子化思想，解释了光电效应实验问题。h是人类已知的自然界的少数几个普适常数之一，它是现代技术的基础参数，学习了解它具有重要意义。为了能够直观地检测普朗克常数，人们制造了普朗克常数测定仪。
传统的普朗克常数测定仪中高压汞灯容易烧坏，关上仪器后如果立即点亮易烧坏电路板。并且在实验开始时高压汞灯必须先预热20分钟才可实验，高压汞灯关闭后，必须等灯管冷却后才能再次点亮，这样不但浪费时间，而且随时不规范的操作会导致烧坏电路板。现有技术中通过将汞灯源换成LED对该仪器进行改进就可以解决这些问题，并具有功耗小、寿命长、性能稳定等优点。但其缺点是LED没有固定波长的光，而是各种波长的光都有，LED的光谱好比太阳光，汞灯是有五种固定波长的光的，通过用一定波长范围的遮光器将其他的四种光过滤，从而获得一种范围极窄的光(可以认为是单一波长)。而如同自然光的LED光通过遮光器时可通过有很大波长范围光，即进入仪器的光不是单一波长的，这样导致用遮光器上标识的固定波长做实验数据处理得出的实验结果与真实的普朗克常数相差很大。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种设备功耗小，使用寿命长，结构设计简单、测试使用方便且测试结果精确的普朗克常数测定装置。
为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：普朗克常数测定装置，包括具有固定波长、用于提供光源的半导体激光器，所述半导体激光器连接有供电电源，所述半导体激光器的光发射端设置有感光模块，所述感光模块与所述半导体激光器之间设置有遮光装置，所述感光模块的信号输出端连接有电信号检测仪。
作为优选的技术方案，所述供电电源可以采用直流稳压电源，当然也可以采用交流稳压电源，以方便为半导体激光器提供稳定的电源即可。
作为对上述技术方案的改进，所述感光模块包括感光片，感光片为现有技术中的公知常用元件，在此不再进行赘述。
作为对上述技术方案的进一步改进，所述遮光装置包括管状的不透光罩体，所述半导体激光器的光发射端伸入至所述不透光罩体的内部，这样一来，就在半导体激光器的光发射端与感光片之间形成了暗箱结构，可以避免杂光掺入而影响测试结果的精确性。
其中，所述半导体激光器包括复数个不同波长的激光二极管，复数个所述激光二极管依次发光照射进入所述遮光装置，然后再照射至所述感光模块。
本实用新型通过采用上述技术方案，具有以下有益效果：选择具有固定波长的半导体激光器替代高压汞灯，将滤光片改为遮光装置(暗箱)，让固定波长的半导体激光器发出的光在没有杂光掺入的情况下，通过遮光装置进入电信号检测仪，这样电信号检测仪就获得了固定波长的光，通过电信号检测仪显示数据并数据处理得到普朗克常数，这样测得的普朗克常数不但非常精确，而且设备功耗小，使用寿命长，结构设计小巧简单，测试使用方便，从而克服了传统普朗克常数测定仪的各种缺点。
附图说明
以下附图仅旨在于对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用新型的范围。其中：
图1是本实用新型实施例的结构示意图；
图2是半导体激光器的固定波长示意图。
图中：1-半导体激光器；2-稳压电源；3-感光片；4-不透光罩体；5-电信号检测仪。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，进一步阐述本实用新型。
如图1所示，普朗克常数测定装置，包括用于提供光源的半导体激光器1，所述半导体激光器1连接有稳压电源2，所述半导体激光器1的光发射端设置有感光模块，所述感光模块包括感光片3，所述感光片3与所述半导体激光器1之间设置有管状的不透光罩体4作为遮光装置，不透光罩体4可以采用不透明塑料管制作而成，成本低廉，最好在不透光罩体4内壁设置利于光强削弱的薄膜等材料，所述半导体激光器1的光发射端伸入至所述不透光罩体4的内部，所述感光模块的信号输出端连接有电信号检测仪5。
参考图2，本实施例中，所述半导体激光器1包括四个固定波长分别为406nm、531nm、638nm、654nm的激光二极管，四个激光二极管依次发光照射进入所述不透光罩体4内，与汞灯波长有着相同的性质；用406nm、531nm、638nm、654nm的固定波长的半导体激光器1作光源，让固定波长的半导体激光器1发出的光在没有杂光掺入的情况下，通过不透光罩体4(即为暗箱)进入电信号检测仪5，这样仪器就获得了固定波长的光，通过仪器显示数据，分别测得各个波长的截止电压，做U-v图像，利用线性拟合，得到斜率B，根据公式h＝B*e，测得的普朗克常量为h＝6.59632×10-34J·s，误差为0.449％。
本普朗克常数测定装置，不但测试结果误差较小，测试精确度较高，而且半导体激光器1具有功耗小、使用寿命长的优点，学生操作使用起来也非常方便。
以上所述仅为本实用新型示意性的具体实施方式，并非用以限定本实用新型的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本实用新型保护的范围。
Claims (5)
1.普朗克常数测定装置，其特征在于：包括具有固定波长、用于提供光源的半导体激光器，所述半导体激光器连接有供电电源，所述半导体激光器的光发射端设置有感光模块，所述感光模块与所述半导体激光器之间设置有遮光装置，所述感光模块的信号输出端连接有电信号检测仪。
2.如权利要求1所述的普朗克常数测定装置，其特征在于：所述供电电源为直流稳压电源或交流稳压电源。
3.如权利要求2所述的普朗克常数测定装置，其特征在于：所述感光模块包括感光片。
4.如权利要求1所述的普朗克常数测定装置，其特征在于：所述遮光装置包括管状的不透光罩体，所述半导体激光器的光发射端伸入至所述不透光罩体的内部。
5.如权利要求1至4任一项所述的普朗克常数测定装置，其特征在于：所述半导体激光器包括复数个不同波长的激光二极管，复数个所述激光二极管依次发光照射进入所述遮光装置。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108682248A (zh) * | 2018-07-03 | 2018-10-19 | 四川世纪中科光电技术有限公司 | 激光光电效应实验仪 |
| CN108847102A (zh) * | 2018-07-03 | 2018-11-20 | 重庆知遨科技有限公司 | 利用光电效应测量单色光源波长的方法 |
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