[实用新型]一种光电效应实验仪

说明书

本实用新型涉及一种光电效应实验仪，是用于物理实验中验证光电效应的基本规律和测量普朗克常数h的教学仪器。

1887年，赫兹在探测电磁波时，第一次观察到光电效应：在光的照射下，电子从金属表面逸出的现象。光电效应的基本规律有：(1)当入射光频率不变时，饱和光电流与入射光的强度成正比；(2)对给定金属光电效应存在一个截止频率v₀，当入射光的频率v＜v₀时，无论光强大小，都不会有光电子发出；(3)光电子的最大初动能与入射光无关，但与其频率v成正比；(4)光电效应具有瞬时性。

爱因斯坦用光子理论圆满的解释了光电效应规律，按这个理论，光的能量并不连续地分布在电磁波的波面上，而集中在光子这样的“微粒”上，对频率为v的单色光，光子的能量为hv，h为普朗克常数。光电效应实验仪是验证光电效应基本规律和测量普朗克常数h的专用仪器，是大学物理实验教学的必备仪器。

目前使用的光电效应实验仪主要存在以下不足：(1)光电管的光电流小，不易测量；(2)测量光电流的微电流表不稳定；(3)学生更换不同波长的滤色片时，容易损坏滤色片，且强光源的照射容易使光电管失效；(4)光电管与光源之间的相对位置容易变动，造成光强的变化而影响实验结果。

本实用新型的目的就是提供一种结构简单、合理、紧奏、测量方便、测量误差小的光电效应实验仪。

本实用新型的技术方案是通过以下途径实现的，它含导轨、底座、高压汞灯电源、高压汞灯、滤色片盘、暗盒、光电效应测量仪，所述的高压汞灯固定在底座上；高压汞灯电源与高压汞灯相连；滤色片盘安装在暗盒上，暗盒可沿导轨移动，暗盒中装有光电管；暗盒上设有的“光电流输出”端、“电压输入”接线柱分别与光电效应测量仪的“光电流输入”端和“电压输出”接线柱相连接；光电效应测量仪设有数字微电流表、数字电压表、“光电流输入”端、“电压输出”接线柱、电流量程转换开关、电压量程转换开关、电压极性转换开关、电压调节钮；滤色片盘上设有滤色片安装孔、通光孔、转轴孔，不同波长的滤色片安装在不同的滤色片安装孔上。

本实用新型具有结构简单、合理、紧奏、测量方便、测量误差小、重复性好的特点。

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为滤色片盘的结构示意图。

其中：1、导轨，2、底座，3、高压汞灯电源，4、高压汞灯，5、滤色片盘，6、暗盒(装有光电管)，7、“光电流输出”端，8、“电压输入”接线柱，9、光电效应测量仪，10、数字微电流表，11、数字电压表，12、“光电流输入”端，13、电流量程转换开关，14、“电压输出”接线柱，15、电压量程转换开关，16、电压极性转换开关，17、电压调节钮，18、滤色片安装孔，19、通光孔，20转轴孔。

下面结合附图详细描述本实用新型的技术方案和工作原理。

本实用新型含导轨1，底座2，高压汞灯电源3，高压汞灯4，滤色片盘5，暗盒6，光电效应测量仪9，高压汞灯4固定在底座2上；滤色片盘5安装在暗盒6上，通过转动滤色片盘5可使不同的滤色片位于高压汞灯4出光孔与暗盒6的入光孔之间，暗盒6可沿导轨移动，暗盒6中装有光电管，暗盒6上设有的“光电流输出”端7、“电压输入”接线柱8分别与光电效应测量仪9的“光电流输入”端12“电压输出”接线柱14相连接；光电效应测量仪9设有数字微电流表10、数字电压表11、“光电流输入”端12、“电压输出”接线柱14、电流量程转换开关13、电压量程转换开关15、电压极性转换开关16、电压调节钮17。

“电压输出”接线柱14与“电压输入”接线柱8连接，提供光电管工作电压，其大小由数字电压表11测出；“光电流输出”端7与“光电流输入，，端12连接，用于测量光电流，其大小由数字微电流表10测出。

滤色片盘5上设有滤色片安装孔18、通光孔19、转轴孔20，不同波长的滤色片安装在不同的滤色片安装孔18上。

滤色片也可安装在条形物体上，条形物体设有多个滤色片安装孔，可在暗盒的入光孔前抽动，用于使不同波长的滤色片，位于光源与暗盒的入光孔之间。