[發(fā)明專利]一種光電效應定量實驗裝置

在審

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• 申請日: 2020-02-28
• 公開（公告）號: CN111179708A
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發(fā)明（設計）人: 康良溪
• 申請（專利權(quán)）人: 福建省同安第一中學
• 主分類號: G09B23/18
• 分類號: G09B23/18;G09B23/22
• 代理公司: 廈門福貝知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(普通合伙) 35235
• 代理人: 陳遠洋

公開了一種光電效應定量實驗裝置，包括電源、示教板、底座、電流傳感器和電壓傳感器，示教板垂直固定于底座上，示教板上包括電路元件和電路圖且面朝觀眾，電路元件包括可移動的光源模塊、光電管、遮光套筒、微電流表、電壓表和微調(diào)電位器，電源、微調(diào)電位器、微電流表、光電管和電壓表通過導線連接組成光電效應實驗示教板。遮光套筒側(cè)面上開設有透光孔，光電管設置于透光孔內(nèi)部，遮光套筒上還設置有遮光板滑軌，遮光板滑軌設置于透光孔的上下兩側(cè)，遮光套筒的透光孔設置于光源模塊的光軸路徑上且透光孔與光源同軸設置，遮光套筒與光源模塊之間還設置有用于放置濾色片的支架。該光電效應定量實驗裝置測量精確性高、直觀性好，能夠便于學生理解光電效應的規(guī)律原理。

技術領域

本發(fā)明涉及一種物理實驗裝置，并且特別涉及一種光電效應定量實驗裝置。

背景技術

光電效應現(xiàn)象及其規(guī)律是人類認識光的粒子性和建立光子說的基礎。它是高中近代物理教材的重點內(nèi)容；“光電效應規(guī)律”實驗是疑難實驗，又是高考考點的重點實驗內(nèi)容。

在光電效應現(xiàn)象中，光的特性和行為是通過光電流表現(xiàn)出來，它的產(chǎn)生和大小又受到入射光的光譜成分(頻率、強度)、金屬板的材料以及外電場的電壓(正反向和大小)等因素的制約。所以它是近代物理學教學中的難點。

目前國內(nèi)使用的光電效應實驗儀器主要存在有以下的缺點：

(1)有關光電效應實驗儀器，之前人們研究的一般是實物平擺于桌面，有關線路的連接只能聽老師口頭介紹，看不到連接的電路圖，學生還要一邊看實物一邊看電路，這樣去對應，麻煩費勁；

(2)光電管的光電流小，不易測量。如果演示器在光電管和演示電表之間接入了學生未曾學到的微電流放大器，更不易使學生理解和掌握；

(3)因為光電流很小，測量光電流的微電流表數(shù)據(jù)上下跳動，不穩(wěn)定；

(4)現(xiàn)已有的傳感器實驗只能提供原理性演示性實驗項目，靈敏度和準確度不高，光譜范圍儀限于可見光區(qū)域，測量范圍窄，常要求現(xiàn)場安裝，帶來噪聲，增大實驗誤差，且調(diào)試較麻煩，尚不能對得到的測量數(shù)據(jù)作進一步的處理；

(5)光電管與光源之間的相對位置容易變動，造成光強的變化而影響實驗結(jié)果；

(6)研究光強變化時，除采用改變光源與光電管之間的距離，國內(nèi)有的采用多圓孔插排，左右移動多圓孔插排，改變光源照射到教學光電管的有效照射面積。例如：公開號為CN105139729A的中國發(fā)明專利公開了一種真空光電效應實驗演示裝置，包括教學光電管、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，存在幾個問題：①每次移動插排改變照射面積時都要將圓孔中心對準光電管的陰極中心位置，但因光電管設有遮光罩，人眼看不到遮光罩內(nèi)的光電管，實際操作總會偏離一點，由于實驗時光電流本身是很小的，再加上“偏差一點”，實驗測量的誤差就大了。②“光電管連接電位器”,因為是光電流微小，其使用的電位器是一般的電位器，調(diào)整電流大小時，電流數(shù)據(jù)變化大，不穩(wěn)定，讀數(shù)難，可控性差。③雖然使用傳感器、采集器，但使用的是通用軟件，沒提及有設計配套專用軟件。通用軟件在處理與分析數(shù)據(jù)和畫圖等不如配套專用軟件好用。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術中光電效應實驗裝置存在的難以讓學生理解和掌握光電效應規(guī)律，以及調(diào)試安裝麻煩、光電管與光源之間的相對位置容易變動、測量數(shù)據(jù)的準確性和穩(wěn)定性差等技術難題，本發(fā)明提出了一種光電效應定量實驗裝置，用于解決上述技術問題。