[实用新型]用溴钨灯和单色仪测量普朗克常量的实验装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种大学物理实验设备，主要涉及一种用溴钨灯和单色仪测量普朗克常量的实验装置，属于大学物理实验仪器领域。 

背景技术

普朗克常量是自然界中一个重要的普适常量，是普朗克引入的与黑体发射和吸收相关的普适常量，它可以用光电效应法简单而又准确地测量出来。进行光电效应实验，并测出普朗克常量，有助于学生了解光的量子性及量子理论的相关知识，更好的认识h这个普适常量。 

当有入射光照射到光电管阴极上时，光电管产生的光电子在电场的作用下向阳极迁移构成光电流。通过外加反向电压，可以使光电流的大小为零，此时的电压即为截止电压。测量不同波长下的截止电压，通过最小二乘法拟合直线，就可以得到普朗克常量和逸出功。 

现在大部分获得单色光的方法，是使用汞灯加滤光片的方式，在可见区只能得到有限的几个波长数据。如577nm，546.1nm，435.8nm等。整个实验，可测量的实验数据少，通过最小二乘法拟合直线的参数误差就大。 

发明内容

针对现有技术方法的不足，本实用新型目的是提供一种用溴钨灯和单色仪测量普朗克常量的实验装置，能够使多个波长的光照射到光电管上，进而提供多个波长的截止电压的数据。 

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为提供一种用溴钨灯和光栅单色仪测量普朗克常量的实验装置，该实验装置包括有钨灯光源及电源、聚光镜、光栅单色仪、遮光罩、光电管、支撑及采集显示电路部分。 

本实用新型的效果是采用该实验装置，用钨灯和光栅单色仪来产生准单色光，产生的准单色光照射到光电管上，通过光电效应来测量截止电压，通过调节光栅的角度，就可以让370nm~700nm中多个不同波长的光照射到光电管上，通过提供多个波长的截止电压的数据，来提高实验数据的数量和降低最终结果的误差。 

附图说明

图1为本实用新型的用钨灯和单色仪测量普朗克常量实验装置结构示意图； 

图2为本实用新型的光栅单色仪结构示意图。 

图中： 

1、钨灯光源及电源  2、聚光镜  3、光栅单色仪  4、遮光罩 

5、光电管  6、支撑及采集显示电路部分  7、入缝  8、前反射镜 

9、前球面反射镜  10、光栅  11、后球面反射镜  12、后反射镜 

13、出缝  14、测微头 

具体实施方式

结合附图对本实用新型的用溴钨灯和单色仪测量普朗克常量的实验装置结构加以详述。 

本实用新型的用溴钨灯和单色仪测量普朗克常量的实验装置，通过钨灯产生复色光，用聚光镜将光能会聚到光栅单色仪的入缝处，进入入缝的光，经过反射镜反射，通过球面反射镜成平行光束，照射到光栅上，经过光栅分光，形成的准单色光经球面反射镜会聚，再经反射镜反射，透过光栅单色仪的出缝出射，经过遮光罩，照射到光电管上，通过相应的控制和处理电路，得到该波长的截止电压。通过连接到光栅上的测微头，即可改变光栅单色仪的出射波长，通过根据得到的一组截止电压和波长的数据，通过最小二乘法拟合运算，得到普朗克常量和金属材料的逸出功等数据。 

如图1所示，本实用新型的用溴钨灯和单色仪测量普朗克常量的实验装置包括有钨灯光源及电源1、聚光镜2、光栅单色仪3，遮光罩4、光电管5、支撑及采集显示电路部分6。所述聚光镜2紧贴在钨灯光源及电源1的外壳上；所述遮光罩4固定在光栅单色仪3的出缝处，光电管5安装于密封盒内，其感光面面向光栅单色仪3和遮光罩4方向，光电管5和支撑及采集显示电路部分6之间通过屏蔽电缆相连。上述钨灯光源及电源1，聚光镜2，光栅单色仪3出缝和入缝、遮光罩4的中心以及光电管5光敏中心均在一条直线上。 

钨灯光源及电源1，聚光镜2，光栅单色仪3，光电管5均放在起支撑作用的支撑及采集显示电路部分6上；通过光电效应来测量普朗克常量的采集显示电路放在支撑部件内，其电路和方法比较成熟，这里就不再赘述。 

光栅单色仪3的结构如图2所示，其中入缝7为一个长方形狭缝，光线从入缝7进入；经过前反射镜8反射，照射到前球面反射镜9上；经过前球面反射镜9会聚，成近似平行光照射到光栅10上；经光栅10分光，分成的各单色光经后球面反射镜11会聚，再经后反射镜12反射，经出缝13出射。通过测微头14调节光栅10的角度，可以控制从出缝13出射的光的波长；通过校准，可通过测微头上的刻度可读出出射光波的波长。