一種驗證光電效應實驗規(guī)律及測定普朗克常數(shù)的實驗裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提出了一種驗證光電效應實驗規(guī)律及測定普朗克常數(shù)的實驗裝置。它是在一個遮光箱體內(nèi)設置單色儀及光電管，光電管前設置偏振片，單色儀與控制器相連，可設定入射單色光波長，通過入射光強度控制器可設定入射光強度，光電管與測量控制器相連，可測量不同電壓下光電管的光電流。通過控制器設定單色儀入射單色光波長及強度，可驗證光電效應實驗規(guī)律；測繪出不同單色光照射下光電管的I-V曲線，確定遏止電壓，可計算出普朗克常數(shù)。本發(fā)明采用波長連續(xù)可調(diào)的單色光源，能準確控制入射光強度，能定量地驗證光電效應實驗規(guī)律，提高測定普朗克常數(shù)的精度，且學生數(shù)據(jù)不易雷同，還可在示波器上直觀地顯示出光電管的I-V特性曲線。
【專利說明】一種驗證光電效應實驗規(guī)律及測定普朗克常數(shù)的實驗裝置
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種大學物理實驗裝置，具體是涉及一種驗證光電效應實驗規(guī)律及利用光電效應測定普朗克常數(shù)的綜合實驗裝置。
【背景技術】
[0002]光電效應是指在一定頻率的光照射下，電子從金屬表面逸出的現(xiàn)象，這種電子稱為光電子。光電效應的發(fā)現(xiàn)對光的本性即波粒二象性的認識，具有極為重要的意義，它給量子論以直觀、明確的論證。普朗克常數(shù)是物理學中一個很重要的基本常數(shù)，它可以通過光電效應實驗簡單而有效地測出，所以光電效應實驗有助于學生學習和理解量子理論。而且隨著科學技術的發(fā)展，光電效應已經(jīng)廣泛應用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、國防等許多領域。因此，驗證光電效應實驗規(guī)律及利用光電效應測定普朗克常數(shù)的實驗就成為大學物理實驗中一個非常經(jīng)典的實驗項目。目前，大學物理實驗中驗證光電效應實驗規(guī)律及利用光電效應測定普朗克常數(shù)的實驗一般都是以頻率為V的單色光入射到光電管陰極上，則光電子從陰極逸出，在回路中形成光電流，通過改變光電管陽極A和陰極K之間的電壓Uak，測量回路中形成的光電流Iak大小。當Uak為正值時，Uak越大，光電流Iak也越大，當Uak達到一定值時，光電流飽和，此時的光電流稱為飽和光電流Ih ;當Uak為負值時(即在光電管兩端加減速電壓)，陽極A和陰極K之間的電場將對光電子起減速作用，隨著Uak絕對值增大,光電流Iffi逐漸減小，當Uak達到某一值Us時，光電流為零，此時的電壓Us稱為遏止電壓或截止電壓，這時從陰極
逸出的具有最大初動能的光電子剛好不能穿過反向電場到達陽極，即
【權(quán)利要求】
1.一種驗證光電效應實驗規(guī)律及測定普朗克常數(shù)的實驗裝置，包括一個遮光箱體，箱體內(nèi)設置單色儀、光源及光電管，其特征是:單色儀及光源分別通過接口與單色儀控制器相連，通過單色儀控制器上的數(shù)字鍵盤及單色光波長顯示屏可以設定單色儀輸出單色光的波長。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的驗證光電效應實驗規(guī)律及測定普朗克常數(shù)的實驗裝置，其特征是:光電管前連接一遮光連接管，連接管上設置可旋轉(zhuǎn)偏振片及固定偏振片，可旋轉(zhuǎn)偏振片通過機械機構(gòu)與步進電機相連，步進電機通過接口與步進電機驅(qū)動器相連，步進電機驅(qū)動器通過接口與入射光強度控制器相連，設可旋轉(zhuǎn)偏振片及固定偏振片透光軸方向相同時入射到光電管上光的強度為Otl，通過入射光強度調(diào)節(jié)旋鈕及入射光強度顯示屏可以設定入射光強度為Φο的百分比，在入射光強度控制器控制下，步進電機驅(qū)動器控制步進電機帶動可旋轉(zhuǎn)偏振片轉(zhuǎn)過相應角度，從而使入射到光電管上光的強度滿足要求。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的驗證光電效應實驗規(guī)律及測定普朗克常數(shù)的實驗裝置，其特征是:光電管通過接口與測量控制器相連，測量控制器內(nèi)設置的掃描鋸齒波電壓發(fā)生電路通過接口與光電管并聯(lián)，使光電管兩端的電壓線性變化，鋸齒波的幅度和周期可以調(diào)節(jié)，將掃描鋸齒波信號加到不波器的X方向上,光電管中的光電流經(jīng)過I / V轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷?，然后?jīng)過電壓放大電路放大，加到示波器的Y方向上，可以在示波器上直觀地顯示出單色光照射下光電管的1-V特性曲線。
【文檔編號】G09B23/22GK103680276SQ201410006869
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2014年1月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月8日
【發(fā)明者】田凱, 田建立, 張金平, 王二萍, 張洋洋 申請人:黃河科技學院