[发明专利]一种真空光电效应实验演示装置

说明书

技术领域

本发明涉及中学物理教具领域，具体涉及一种真空光电效应实验演示装置。

背景技术

目前中学物理实验室缺少一种光电效应实验演示仪，教师授课一般采用理论讲解，无演示实验，学生对于光电效应实验接触少，对于光电知识的应用研究少，因此制作一种真空光电管应用演示装置，研究改变入射光强的多种方式，同时引入数字化设备测定电压、电流，对于丰富学生理论知识，培养学生动手能力和实践能力具有现实而深远的意义。

发明内容

一种真空光电效应实验演示装置，包括底座、教学光电管、遮光罩、多圆孔插排、移动光具座、LED发光二极管排、电压传感器、微电流传感器、数据采集器、电位器、低压电源、显示器、USB连接线、遮光罩、凹槽；所述底座上安装了教学光电管，所述教学光电管的遮光罩上包含一个凹槽，所述凹槽中包含一个可以移动的多圆孔插排，用于调节入射光的照射强度，其上包含六个大小不等的圆孔，面积成等差数列增大，分别为1S、2S、3S、4S、5S、6S；所述底座上安装了移动光具座，所述移动光具座上连接LED发光二极管排，所述LED发光二极管排包含六种不同颜色的发光二极管；所述教学光电管连接电位器及微电流传感器；所述电压传感器并联在教学光电管及微电流传感器的两端，用于测量教学光电管两端的电压；所述电压传感器、微电流传感器连接数据采集器，所述数据采集器通过USB连接线连接显示器；所述低压电源与电位器相连，且为0至36V的直流低压电源。

所述教学光电管的型号为CD–28真空光电管。

所述六种不同颜色的发光二极管分别为红、橙、黄、绿、蓝、白色LED发光二极管。

所述多圆孔插排，其中光线从圆孔的有效照射面积为1S、2S、3S、4S、5S、6S六种，可任意选择其中一种。

本发明的有益效果是：(1)光源采用红、橙、黄、绿、蓝、白色LED发光二极管排，左右移动LED发光二极管排，改变入射光源的频率，用于研究教学光电管阴极材料截止频率，比传统白炽灯加彩色滤光片结构新颖，研究频率范围宽。(2)研究光强变化时，除采用滑槽改变LED光源与光电管之间的距离，还采用多圆孔插排，可实现照射面积从1S、2S、3S…6S可选，左右移动多圆孔插排，改变光源照射到教学光电管的有效照射面积，在光源固定时，照射圆孔固定，通过调节电位器改变加在教学光电管上的电压，可测定不同照射面积下的光电管的饱和电流，两种方式达到异曲同工的效果。(3)采用电压传感器采集电压值、采用微电流传感器采集电流值，准确、高效，利用数字化设备，界面更直观，便于快速记录动态I-U实验数据，绘制实验I-U图像，比较教学光电管对于不同色光的LED光源的I-U图像的差异；对于研究老化的光电管、灵敏度下降等现象，具有现实的重要意义。(4)采用调节电位器控制加在教学光电管两端的电压，便于精细化测量真空中电流；通过测定反向遏止电压，使得实验更容易测出光电子的最大初动能。

附图说明

图1为本发明的结构图之一；

图2为本发明的结构图之二；

图3为本发明的原理框图；

图中，1-底座、2-教学光电管CD–28、3-多圆孔插排、4-移动光具座、5-LED发光二极管排、6-电压传感器、7-微电流传感器、8-数据采集器、9-电位器、10-低压电源、11-显示器、12-USB连接线、13-遮光罩、14-凹槽。

具体实施方式