CN2490665Y

CN2490665Y - 一种光电效应实验仪

Info

Publication number: CN2490665Y
Application number: CN 01234962
Authority: CN
Inventors: 文景; 杜方炳; 杨国慧; 杨红梅; 严钦云; 夏湘芳
Original assignee: 文景; 杜方炳
Priority date: 2001-04-26
Filing date: 2001-04-26
Publication date: 2002-05-08
Anticipated expiration: 2011-04-26

Abstract

本实用新型涉及一种光电效应实验仪,包括导轨、底座、高压汞灯电源、高压汞灯、滤色片盘、暗盒、光电效应测量仪,所述的高压汞灯固定在底座上;高压汞灯电源与高压汞灯相连;滤色片盘安装在暗盒上,暗盒可沿导轨移动,暗盒中装有光电管,暗盒上设有的“光电流输出”端、“电压输入”接线柱,分别与光电效应测量仪上的“光电流输入”接线柱和“电压输出”接线柱相连接;光电效应测量仪设有数字微电流表、数字电压表、“光电流输入”端、“电压输出”接线柱、电流量程转换开关、电压量程转换开关、电压极性转换开关、电压调节钮。

Description

一种光电效应实验仪

本实用新型涉及一种光电效应实验仪，是用于物理实验中验证光电效应的基本规律和测量普朗克常数h的教学仪器。

1887年，赫兹在探测电磁波时，第一次观察到光电效应：在光的照射下，电子从金属表面逸出的现象。光电效应的基本规律有：(1)当入射光频率不变时，饱和光电流与入射光的强度成正比；(2)对给定金属光电效应存在一个截止频率v₀，当入射光的频率v＜v₀时，无论光强大小，都不会有光电子发出；(3)光电子的最大初动能与入射光无关，但与其频率v成正比；(4)光电效应具有瞬时性。

爱因斯坦用光子理论圆满的解释了光电效应规律，按这个理论，光的能量并不连续地分布在电磁波的波面上，而集中在光子这样的“微粒”上，对频率为v的单色光，光子的能量为hv，h为普朗克常数。光电效应实验仪是验证光电效应基本规律和测量普朗克常数h的专用仪器，是大学物理实验教学的必备仪器。

目前使用的光电效应实验仪主要存在以下不足：(1)光电管的光电流小，不易测量；(2)测量光电流的微电流表不稳定；(3)学生更换不同波长的滤色片时，容易损坏滤色片，且强光源的照射容易使光电管失效；(4)光电管与光源之间的相对位置容易变动，造成光强的变化而影响实验结果。

本实用新型的目的就是提供一种结构简单、合理、紧奏、测量方便、测量误差小的光电效应实验仪。

本实用新型的技术方案是通过以下途径实现的，它含导轨、底座、高压汞灯电源、高压汞灯、滤色片盘、暗盒、光电效应测量仪，所述的高压汞灯固定在底座上；高压汞灯电源与高压汞灯相连；滤色片盘安装在暗盒上，暗盒可沿导轨移动，暗盒中装有光电管；暗盒上设有的“光电流输出”端、“电压输入”接线柱分别与光电效应测量仪的“光电流输入”端和“电压输出”接线柱相连接；光电效应测量仪设有数字微电流表、数字电压表、“光电流输入”端、“电压输出”接线柱、电流量程转换开关、电压量程转换开关、电压极性转换开关、电压调节钮；滤色片盘上设有滤色片安装孔、通光孔、转轴孔，不同波长的滤色片安装在不同的滤色片安装孔上。

本实用新型具有结构简单、合理、紧奏、测量方便、测量误差小、重复性好的特点。

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为滤色片盘的结构示意图。

其中：1、导轨，2、底座，3、高压汞灯电源，4、高压汞灯，5、滤色片盘，6、暗盒(装有光电管)，7、“光电流输出”端，8、“电压输入”接线柱，9、光电效应测量仪，10、数字微电流表，11、数字电压表，12、“光电流输入”端，13、电流量程转换开关，14、“电压输出”接线柱，15、电压量程转换开关，16、电压极性转换开关，17、电压调节钮，18、滤色片安装孔，19、通光孔，20转轴孔。

下面结合附图详细描述本实用新型的技术方案和工作原理。

本实用新型含导轨1，底座2，高压汞灯电源3，高压汞灯4，滤色片盘5，暗盒6，光电效应测量仪9，高压汞灯4固定在底座2上；滤色片盘5安装在暗盒6上，通过转动滤色片盘5可使不同的滤色片位于高压汞灯4出光孔与暗盒6的入光孔之间，暗盒6可沿导轨移动，暗盒6中装有光电管，暗盒6上设有的“光电流输出”端7、“电压输入”接线柱8分别与光电效应测量仪9的“光电流输入”端12“电压输出”接线柱14相连接；光电效应测量仪9设有数字微电流表10、数字电压表11、“光电流输入”端12、“电压输出”接线柱14、电流量程转换开关13、电压量程转换开关15、电压极性转换开关16、电压调节钮17。

“电压输出”接线柱14与“电压输入”接线柱8连接，提供光电管工作电压，其大小由数字电压表11测出；“光电流输出”端7与“光电流输入，，端12连接，用于测量光电流，其大小由数字微电流表10测出。

滤色片盘5上设有滤色片安装孔18、通光孔19、转轴孔20，不同波长的滤色片安装在不同的滤色片安装孔18上。

滤色片也可安装在条形物体上，条形物体设有多个滤色片安装孔，可在暗盒的入光孔前抽动，用于使不同波长的滤色片，位于光源与暗盒的入光孔之间。

由高压汞灯4发出的光通过滤色片盘5的某一波长滤色片由暗盒6的入光孔照射到光电管上；“电压输出”接线柱14与“电压输入”接线柱8连接，给光电管提供工作电压；“光电流输出”端7与“光电流输入”端12连接，光电管由于光照而产生的光电流由数字微电表测出；转动滤色片盘，选择不同的滤色片，可测出不同波长光照下的光电流；暗盒6能在导轨1上水平移动，从而改变光强，或在高压汞灯4的出光孔上套上中性减光片来改变光强，测出不同光强照射下的光电流；旋转“电压调节钮”17，转换“电压极性转换开关”16，可调节加在光电管上的电压大小和极性，测出不同电压下的光电流。

转动滤色片盘5使最短波长滤色片位于暗盒6的入光孔位置，调节“电压调节钮”17，使电压由-3V逐渐升高至30V，观察记录光电流的变化(每隔1V记一个电流值，当电流开始急剧变化前后须细测几个点)，记下一组I、U值，然后依次转动滤色片盘5(由短波长逐次到长波长)，重复以上步骤可记△组I、U值，作出五条I-U曲线。

根据I-U曲线，可求出某一波长下的光电管反向截止压Us，作出Us-V特性曲线，用作图法或最小二乘法拟合求出普朗克常数h。

将某一滤色片转动至暗盒6的入光孔位置，调节电压调节钮17，电压值由0V升至30V，记下饱和光电流值，然后调换中性减光片或水平移动暗盒6的位置，分别测出不同光强下的饱和光电流值，作出饱和光电流与光强的光电特性曲线。

Claims

1、一种光电效应实验仪，包括底座2、高压汞灯电源3、高压汞灯4、暗盒6、光电效应测量仪9，高压汞灯4固定在底座2上；暗盒6中安装有光电管，暗盒6上设有“光电流输出”端7、“电压输入”接线柱8，它们分别与光电效应测量仪9的“光电流输入”端12和“电压输出”接线柱14连接；光电效应测量仪9设有数字微电流表10、数字电压表11、“光电流输入”端12、“电压输出”接线柱14、电流量程转换开关13、电压量程转换开关15、电压极性转换天关16、电压调节钮17，其特征在于所述的暗盒6上设有滤色片盘5，滤色片盘5上有五个滤色片安装孔18，有五个相应的同心的直径小于滤色片安装孔18的通光孔19，滤色片盘5中间有转轴孔20，转动滤色片盘5，可选择不同的的滤色片位于高压汞灯4的出光孔与暗盒6的入光孔之间。

2、根据权利要求1所述的一种光电效应实验仪，其特征在于所述的底座2上设有导轨1，暗盒6能在导轨1上水平移动。

3、根据权利要求1、2所述的一种光电效应实验仪，其特征在于所述的滤色片盘5还可以是设有多个滤色片安装孔18和通光孔19的条形物体。