[其他]一种新型光电效应演示仪

说明书

本实用新型属物理教学仪器类。

已有的“光电效应”教学演示仪器，如《物理通报》1984年第3期上刊登的“光电效应演示器”，是J2508型光的干涉、衍射、偏振演示器的附件。其演示器虽能进行光电效应教学演示，但因设计构造上的原因，产生的光电流很小，需经微电流放大器放大1×10⁵倍才能达到100－200μA。又由于该仪器采用的光电管体形小，不能承受强光照射。在平时和演示过程中，光电管都安置在一个暗盒中，使得学生不能直接观察到光电管。加之该演示器在光电管和演示电表之间接入了学生未曾学到的微电流放大器，更不易使学生理解和掌握。

“光电效应”是物理学教学中的重点和难点。1983年《物理教学》杂志上曾介绍了一些改进方案。但因为都采用了现有商品光电管，而未能解决本质问题。

本实用新型的目的是对目前使用的光电效应演示仪器的主件从构造上和工艺上做了改进，以增大演示光电流。并使光电管在演示过程中直接展现在观察者面前，提高教学演示效果。

本光电效应演示仪主要由光源部分（6）、光电管部分（7）、演示电路板（3a）、（3b）、（3c）和滤色片组（10）等部分组成。配套使用的仪器还有演示电压表（4）演示电流表（5）等。本仪器的主件光电管采用了特制的光电管（12）。所采用的光电管在结构上采取了加大管径以增加光电阴极面积的方法，使光电管可以承受较大的光照，从而产生较大的演示光电流。光电管内不充任何气体，制成“纯”碱金属真空光电管。

将上述制备的光电管装置在一个除向光源的面不透明外其余各面均由透明材料制成的保护盒（11）内。由光电管管脚（17）接两根引线分别从保护盒（11）的侧面引出，供演示时连接电路之用。保护盒的向光源面上开有一个直径约90mm的窗口（9），光源可通过该窗口照射到光电管阴极面（13）上。该窗口还可放置滤色片（10）。

在本光电效应演示仪中，光源部分（6）的发光体采用了40－300w的普通灯泡，用放映灯泡效果更好。光源灯泡被一个暗盒罩住，暗盒向光电管的方向上也有一个直径约90mm的窗口。

另外，本仪器中还设计有三块演示电路板（3a）、（3b）、（3c）。每块演示板上绘有电路图（演示板上的黑线条），并装有连线用的橡胶插座。当演示板（3a）、（3b）、（3c）与本仪器主件有机配合使用，可完成光电效应的全部演示内容。由于演示板上电路简单，便于学生理解，从而提高了演示效果。

在本实用新型中，上述的光电效应演示仪的部件被设计安装在一个仪器箱内。该仪器箱的上面板上有一便于携带的提手把（24）。各面板之间采用抽芯铰链和箱搭（25）、（26）、（27）、（28）连接固定。当进行演示时，打开箱搭，去掉仪器箱的前面板（22）、上面板（21）和后面板（23），将底面板（18）、右侧面板（19）和左侧面板（20）组装成演示的光具座（8）。

本演示仪中配套使用的滤色片组采用彩色有机玻璃片制成，波长分别为4400、5000、5500、5900、6200、6500。

经上述方法改进的光电效应演示仪与目前使用的同类产品相比，具有如下优点：

1、演示仪的主件光电管尺寸大，演示光电流大，借助演示电表可供40－70人的教学演示，多至150人也可使用。

2、由于采用特制的光电管和强光源，最大演示光电流大于1mA，不需要微电流放大设备。而目前使用的光电效应演示器则采用了1×10⁵倍的微电流放大器。

3、光源强度（100－150w白炽灯泡）远大于室内光线强度，故实验中可忽略室内光线的影响。因此可在室内光线下进行教学演示，更便于学生观察。从而克服了历来只能在暗室进行演示的传统习惯。

4、光电管装于透明保护盒中，便于演示时学生观察光电管，使演示更加形象逼真。这也改变了传统的用暗盒罩住的习惯。

5、所采用的光电管工作电压范围大（50－500v），既适应教学演示，也适用于学生分组实验。

6、光源部分采用40－300w灯泡，造价低廉、易于更换。

7、该仪器的三块演示板，可以与主件有机配合完成光电效应的各项演示内容，从而增加了演示的直观效果。另外电路简单，便于学生掌握。

8、滤色片组采用彩色有机玻璃片制成，其优点有：①，便于加工，②，不易损坏。滤色片组为：4400、5000、5500、5900、6200、6500。

9、仪器外壳可组装成箱，便于携带。另外，使用时可组装成光具座，使用方便，结构简单。