專利名稱：萬用光電表的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種既能測量光和電的物理量，又能演示光電現象的多功能光電測量儀表--萬用光電表。
通用的萬用電表只能用來測量電，不能用來測量光。
本實用新型的目的在于在原有萬用電表的基礎上，增加能測量光的照度和定量演示光電效應功能的光電測量儀表--萬用光電表。
本實用新型的技術方案是在萬用電表上設置同步開關、光敏二極管、光電管和電位器，同步開關分為AD、IX、GD1、GD2四檔，AD檔連接萬用電表電路為萬用電表；IX檔連接光敏二極管電路為光照度儀；GD1、GD2檔連接光電管電路為光電效應演示儀；電位器與光電管的陽極和同步開關的GD2檔連接。
本實用新型僅在原有萬用電表的基礎上增加同步開關、光敏二極管、光電管和電位器，使其組成統一的整體，不但具備萬用電表的全部功能，而且能測量光的照度和定量演示光電效應，將難于演示的光電效應實驗變成了人人可動手、個個可操作的實驗，有利于理解較為抽象的光電效應現象，解決了物理教學中的一大難題。
圖1為本實用新型正面示意圖；圖2為本實用新型電原理圖；圖3為演示光電效應實驗線路簡圖；圖4為光電管遮光罩；圖5為演示光陰極受光照射后發射出帶負電荷電子的線路簡圖；圖6為反向截止電壓指示旋扭(電位器旋扭)示意圖。
以下結合附圖詳細說明本實用新型的實施例。
如圖1、圖2所示，本實用新型在萬用電表的基礎上設置了同步開關1、光敏二極管5、光電管3、電位器2。同步開關分為AD、IX、GD1、GD2四檔，AD檔連接萬用電表電路，即同步開關的Ka、Kb、Kc、Kd分別連接a1、b1、c1、d1位置時就是一個普通的萬用電表。IX檔連接光敏二極管電路，光敏二極管(D5)5連接同步開關的b2、c2，同步開關的Ka、Kb、Kc、Kd分別連接a2、b2、c2、d2位置時就是一個能測量光照度的光照度儀。
光照度儀的電原理是這樣的，當同步開關Ka、Kb．Kc、Kd分別連接在a2、b2、c2、d2位置時，電流從電源E2正極經a2、a3、a4到d4、d3、d2再經Kd進入萬用電表電流欄DCA1，根據光照不同選定不同檔次，使電流經0．25mA或2．5mA或25mA域250mA及相應的分流電阻R5、R4、R3、R2、R1，再經R7、R8、R9表頭
匯入Kc，由于此時Kc與c2已接通，電流即可經c2流入光敏二極管(D5)，再經b2、Kb流入負極，形成一回路。
當光照射D5時，由于光電子數與光強成正比，光強對D5的導電性能的影響也正好與光強成正比，又E2足夠高，因而表頭指示的電流就反映了光的照射強度的大小，在表頭上刻以相對應的照度單位，就成了光照度儀。
為了對同型號性能有差異的光敏管起調節作用，保證對同樣光強下表頭指針的指刻度的一致性，在光敏二極管(D5)的二極并接可變電阻R37。
由于萬用電表各電流檔是利用分流電阻的分流原理進行量程擴大的。因此，光強變化引起的電流大小的變化，同理可運用分流電阻的分流原理將量程擴大，故光強檔可與萬用電表的電流檔共檔使用，只是它們對應的刻度線單位不同而已。
光電管(CD)3連接同步開關的b3、c3、b4、c4。當同步開關的Ka、Kb、Kc、Kd分別與a3、b3、c3、d3相接時，電流從E2正極經Ka、a3、a4、d4、d3、Kd至換檔開關DCA的0．25mA或2．5mA或25mA或250mA檔及相應分流電阻R5、R4、R3、R2、R1，再經R6、R7、R8、
匯于Kc，通過c3到光電管GD到b3回E2負極，形成一個回路，這就是驗證光電效應的實驗裝置。
該裝置可做以下實驗。
1、演示光電效應的產生。
如圖3所示，光電管的陽極A，陰極C分別連接電源正負極。當光照射在陰極C上時，C放出光電子，在E2作用下，形成光電流，電流表指針偏轉，表明陰極有光電子發射出來，并在正向電場的作用下形成光電流。擋住入射光線，光電流隨即消失。
2、驗證光電流隨入射光的增強而增大。
儀器設置了如圖4所示的光電管GD的遮光罩3，遮光罩開有插入遮光片的凹槽門6，遮光片上開有相同直徑均勻直線排列的透光小孔，透光小孔片與不透光的遮光片兩片組合使用，將它們同時插入遮光罩凹槽門，固定透光小孔片，拉動遮光片時，照射在光電管的光強不斷增加，若電路如圖3接通，此時電流表指針偏轉角度也不斷增大，即可觀察到光電流隨入射光增強而增大。
3、演示光電管的紅限頻率。
在遮光罩的入射光窗上分別插入藍色、綠色及桔紅色濾色片，同時改變入射光的強度，電路中總有一定大小的光電流存在。當換上紅色濾色片時，由于紅光頻率小于光電管陰極材料銫、銻(c5、c6)的極限頻率，電流消失，即使增加入射光的強度，光電流總為零。證明用頻率小于紅限頻率的紅色光照射時，陰極是不會發射光電子的。
4、證明光陰極受光照射后發射出帶負電荷的電子。
當同步開關Ka、Kb、Kc、Kd與a4、b4、c4、d4相接時，電流從E2正極經Ka、a4至d4、Kd至萬用電表換檔開關DCA，再經0．25mA或2．5mA或25mA或250mA及相應的R5、R4、R3、R2、R1分流，雙經R6、R7、R8、R9、
表頭匯合后經Kc、c4至GD的C極到A極經R36到b4、Kb回E2負極，簡化線路如圖5所示。
因為實驗中要有顯示GD兩極電壓的電表，為了使萬用表一表多用，既能同時反映電路中的電流，又可反映GD兩端電壓，在同步開關b4和光電管GD的陽極之間設置了電位器R36，當R36滑動頭W置于某位置時，b4、W兩端電壓即為
上電壓，為此，將電位器轉柄設計有指針，在調節R36轉柄的旋轉角度相對應的面板上刻有對應的電壓值，這樣，轉柄指針所指數值就是GD上的電壓值，如圖6。
因此，當陰極如圖5所示接電源正極，陽極接電源負極。圖6中指針調至適當位置時，電路中無光電流。因為此時加的是反向電壓．到證明光陰極發射出來的是帶負電的電子，電子在一定的反向電場作用下是不會飛向陽極形成電流的。
5、證明光電子的最大初動能與入射光的強度無關，只隨入射光頻率的增大而增大，它們的函數圖象是一條直線。
儀器設置了藍色、綠色、紅色、桔紅等濾色片。
將R36的轉柄轉至0V時，加在光電管GD上的反向電壓為零，當色光照在GD上時，電路中有電流，
指針偏轉。調節R36旋鈕，當指針指到某一電壓VKA時，
表頭指針指到0處。
根據光電子最大初動能mVm2／2=eVKA的關系，只要從實驗中找到使光電流為零的反向電壓VKA的值，就可以求出光電子的最大初動能。改變入射光頻率，調整R36，使光電流為0，讀出R36上刻度的電壓值，就可以求出不同光電子的最大初動能。
權利要求1.一種萬用光電表，其特征在于在萬用電表上設有同步開關、光敏二極管、光電管和電位器；同步開關分為AD、IX、GD1、GD2四檔，AD檔連接萬用電表電路為萬用電表；IX檔連接光敏二極管電路為光照度儀；GD1、GD2檔連接光電管電路為光電效應演示儀；電位器與光電管的陽極和同步開關的GD2檔連接。
2.根據權利要求1所述的光電表，其特征在于同步開關Ka、Kb、Kc、Kd置于a1、b1、c1、d1時為萬用電表，置于a2、b2、c2、d2時為光照度儀，置于a3、b3、c3、d3或a4、b4、c4、d4時為光電效應演示儀。
3.根據權利要求1或2所述的光電表，其特征在于光電管的周圍設置有遮光罩，遮光罩開有插入遮光片的凹槽門。
4.根據權利要求1所述的光電表，其特征在于設置在同步開關b4和光電管GD的陽極之間的電位器轉柄設計有指鐘，在轉柄的旋轉角度相對應的面板上刻有對應的電壓值。
5.根據權利要求1所述的光電表，其特征在于光敏二極管的兩極并聯可變電阻。
專利摘要本實用新型涉及一種既能測量光和電的物理量,又能演示光電現象的多功能光電測量儀表——萬用光電表。主要特征是:在原有萬用電表的基礎上增加同步開關、光敏二極管、光電管和電位器。同步開關分為四檔,分別連接萬用電表電路、光敏二極管電路和光電管電路。本實用新型具有萬用電表、光照度測量儀、光電效應演示儀三大功能。
文檔編號G01R27/00GK2304129SQ9723827
公開日1999年1月13日 申請日期1997年5月29日 優先權日1997年5月29日
發明者周西岳, 楊愷彰 申請人:周西岳, 楊愷彰
專業數控銑床產品供應商
20年生產經驗，實力工廠，精工品質，質量有保障
