[發(fā)明專利]用光電效應(yīng)測(cè)量普朗克常數(shù)實(shí)驗(yàn)裝置

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110360246.6
• 申請(qǐng)日: 2011-11-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102509500A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-06-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李松濤;任芝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華北電力大學(xué)(保定)
• 主分類號(hào): G09B23/18
• 分類號(hào): G09B23/18
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)裝置，主要涉及一種用光電效應(yīng)測(cè)量普朗克常數(shù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集、傳送和實(shí)時(shí)處理系統(tǒng)，屬于大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)儀器領(lǐng)域。

背景技術(shù)

光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)對(duì)于認(rèn)識(shí)光的本質(zhì)及早期量子理論的發(fā)展，具有里程碑式的意義，因此用光電效應(yīng)測(cè)量普朗克常數(shù)實(shí)驗(yàn)成為大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基本實(shí)驗(yàn)之一。

當(dāng)有入射光照射到光電管陰極上時(shí)，光電管產(chǎn)生的光電子在電場(chǎng)的作用下向陽(yáng)極遷移構(gòu)成光電流，通過(guò)改變外加電壓，可以測(cè)量出光電流的大小，即可得出光電管的伏安特性曲線，這是用光電效應(yīng)測(cè)量普朗克常數(shù)實(shí)驗(yàn)的基本原理。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中，通常是學(xué)生測(cè)量截止電壓，記錄在實(shí)驗(yàn)報(bào)告紙上，然后用最小二乘法計(jì)算得到普朗克常數(shù)。

然而，這樣的實(shí)驗(yàn)過(guò)程存在三個(gè)問(wèn)題，第一：對(duì)于學(xué)生的實(shí)驗(yàn)掌握程度不易了解，眾所周知，學(xué)生之間的抄襲現(xiàn)象是普遍存在的，如果學(xué)生在實(shí)驗(yàn)后抄襲了他人的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并以此來(lái)提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告，實(shí)驗(yàn)老師對(duì)此并不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，因?yàn)閷W(xué)生的數(shù)據(jù)記錄過(guò)程完全是獨(dú)立于老師的，這樣導(dǎo)致的后果就是老師對(duì)于學(xué)生的實(shí)驗(yàn)掌握程度不能具有一個(gè)很好的了解，進(jìn)而導(dǎo)致對(duì)于教學(xué)質(zhì)量的評(píng)估出現(xiàn)偏差；第二，學(xué)生在數(shù)據(jù)記錄過(guò)程中費(fèi)時(shí)、費(fèi)力，數(shù)據(jù)彼此間分立，容易產(chǎn)生錯(cuò)誤；第三，實(shí)驗(yàn)教師對(duì)學(xué)生數(shù)據(jù)的處理多憑經(jīng)驗(yàn)，在評(píng)分過(guò)程中不可避免的出現(xiàn)偏差。

本發(fā)明就是針對(duì)上述的問(wèn)題而提出的，提供一種用光電效應(yīng)測(cè)量普朗克常數(shù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集、傳送和實(shí)時(shí)處理系統(tǒng)，其能夠測(cè)量截止電壓，而且方便準(zhǔn)確的讀取實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、傳送數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。在教學(xué)中，可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要，隨時(shí)更改實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，簡(jiǎn)單、易行。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，提供了一種用光電效應(yīng)測(cè)量普朗克常數(shù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集、傳送和實(shí)時(shí)處理系統(tǒng)，包括：汞燈電源、汞燈、濾光片、光闌、光電管、集成有直流電壓表和直流微安表的測(cè)試儀、嵌有單片機(jī)的電路板、藍(lán)牙無(wú)線傳輸模塊、液晶顯示器、用于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)收集和實(shí)時(shí)處理的計(jì)算機(jī)和數(shù)據(jù)處理程序。

用光電效應(yīng)測(cè)量普朗克常數(shù)實(shí)驗(yàn)，現(xiàn)有技術(shù)很成熟，其中測(cè)試儀上包含直流微安表和直流伏特表，在此不再進(jìn)行贅述。本發(fā)明的特征在于：本用光電效應(yīng)測(cè)量普朗克常數(shù)實(shí)驗(yàn)裝置中，測(cè)試儀同一單片機(jī)相連接，當(dāng)學(xué)生測(cè)量得到截止電壓時(shí)，按下嵌有單片機(jī)的電路板上的“記錄”按鈕，單片機(jī)會(huì)將截止電壓數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送給并顯示在與其相連接的液晶顯示器上。學(xué)生全部測(cè)量所需數(shù)據(jù)后，按“發(fā)送”按鈕，包含上述數(shù)據(jù)和學(xué)生編號(hào)和姓名的數(shù)據(jù)包經(jīng)藍(lán)牙發(fā)射模塊發(fā)送到老師的計(jì)算機(jī)上，再由計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行后續(xù)處理。

通過(guò)上述裝置，就解決前述的問(wèn)題，每進(jìn)行一次實(shí)驗(yàn)之后，學(xué)生都能實(shí)時(shí)的在顯示器上看到該次的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，也即截止電壓的數(shù)據(jù)，如果對(duì)于實(shí)驗(yàn)結(jié)果不滿意，可直接將數(shù)據(jù)刪除，重新進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，其最后看到的是一個(gè)整體的全部的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；再者，學(xué)生每次實(shí)驗(yàn)完畢后，都需要將包含有個(gè)人信息的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)發(fā)送到老師的計(jì)算機(jī)上，能夠保證老師看到每個(gè)學(xué)生原始的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，有效的防止了學(xué)生之間抄襲現(xiàn)象的發(fā)生；第三，采用此系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)程序?qū)?shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理并存儲(chǔ)后，可隨時(shí)調(diào)用，作為教師在給定實(shí)驗(yàn)報(bào)告分?jǐn)?shù)時(shí)的客觀依據(jù)，從而進(jìn)行方便、公正的實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)。

附圖說(shuō)明

圖1為用光電效應(yīng)測(cè)量普朗克常數(shù)實(shí)驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為用光電效應(yīng)測(cè)量普朗克常數(shù)實(shí)驗(yàn)裝置數(shù)據(jù)的采集、傳送和接收模塊示意圖；

圖3為在液晶顯示器上看到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示格式。

在上述圖中，1汞燈電源，2表示汞燈，3表示濾光片，4表示光闌，5表示光電管，6表示集成有直流微安表和直流電壓表的測(cè)試儀，7表示基座，8表示單片機(jī)，9表示顯示器，10表示藍(lán)牙發(fā)射模塊，11表示配有藍(lán)牙接收模塊的計(jì)算機(jī)。

具體實(shí)施例

圖1示出了本發(fā)明中用光電效應(yīng)測(cè)量普朗克常數(shù)的結(jié)構(gòu)示意圖，該部分與現(xiàn)有技術(shù)中的用光電效應(yīng)測(cè)量普朗克常數(shù)實(shí)驗(yàn)裝置一致。

本發(fā)明的特征在于其還包括數(shù)據(jù)的采集、傳送和接收模塊。本發(fā)明中測(cè)試儀6與單片機(jī)8相連接，當(dāng)學(xué)生通過(guò)觀察直流微安表的示數(shù)為0，測(cè)量得到截止電壓時(shí)，按下嵌有單片機(jī)的電路板上的“記錄”按鈕，單片機(jī)會(huì)將該截止電壓數(shù)據(jù)傳輸?shù)揭粋€(gè)與其相連接的顯示器上，并且，嵌有單片機(jī)的電路板上還設(shè)置有“發(fā)送”按鈕和藍(lán)牙發(fā)射模塊，通過(guò)按下所述“發(fā)送”按鈕，所述藍(lán)牙發(fā)射模塊會(huì)將包含有學(xué)生信息和上述數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)包傳送到老師計(jì)算機(jī)上的藍(lán)牙接收模塊，接收后在該計(jì)算機(jī)上存儲(chǔ)和處理。