用于普朗克常量测量的实验设备制造技术

技术编号:9643043 阅读:199 留言:0更新日期:2014-02-07 02:24
本发明专利技术提供了一种新的测量普朗克常量的实验设备,包括:荧光屏(1)、准直管(2)、光电管(3)、滤光片(4)、光阑(5)、磁场发生器(6、7)、衍射光栅(8)、光源(9)。本发明专利技术的物理实验设备通过测量光电管所发射的电子的最大初动能来确定普朗克常量,避免了暗电流的影响。通过采用本发明专利技术的物理实验设备,可以直接从荧光屏上读出电子在磁场中进行圆周运动的直径、电子的动量或动能,更加方便直观。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供了一种新的测量普朗克常量的实验设备,包括:荧光屏(1)、准直管(2)、光电管(3)、滤光片(4)、光阑(5)、磁场发生器(6、7)、衍射光栅(8)、光源(9)。本专利技术的物理实验设备通过测量光电管所发射的电子的最大初动能来确定普朗克常量,避免了暗电流的影响。通过采用本专利技术的物理实验设备,可以直接从荧光屏上读出电子在磁场中进行圆周运动的直径、电子的动量或动能,更加方便直观。【专利说明】用于普朗克常量测量的实验设备
本专利技术属于量子物理领域,具体涉及一种通过获得逸出电子最大初动能来求得普朗克常量的大学物理实验设备。
技术介绍
目前大学物理实验中对于普朗克常量的测量均采用光电效应测普朗克常量实验设备。该设备原理为当有入射光照射到光电管阴极上时,光电管产生的光电子向阳极迁移构成光电流,在光电管电极上加上反向电压,通过不断改变电压的大小并且测量出光电流的大小,可以得出光电管的伏安特性曲线。当反向电压增加到Us时,到达阳极的电子数目为O。理论上根据截止电压与入射光频率的线性关系【权利要求】1.一种测量普朗克常量的实验设备,包括: 荧光屏(I)、准直管(2)、光电管(3)、滤光片(4)、光阑(5)、磁场发生器(6、7)、衍射光栅(8)、光源(9),其特征在于, 所述光源(9 )用于朝向所述光电管(3 )发射光; 所述衍射光栅(8)用于对所述光源(9)发出的光进行衍射分光,从而使得具有预定频率的单色光正对所述光电管(3)的阴极; 所述光阑(5 )置于所述衍射光栅(8 )和所述光电管(3 )之间,用于调节进入所述光电管的光的强度; 所述滤光片(4)置于所述光源(9)所发出的光束的光路中,用于滤除所述光源(3)发出的光中的紫外光; 所述光电管(3)的阴极接收所述光源(9)发出的经过滤的光,并且在所述光的作用下发射出电子; 所述磁场发生器(6、7)用于产生均匀磁场; 所述准直管(2)放置在所述光电管(3)的所述阴极的前方,用于对所述阴极发射的电子进行准直,从而使得所述电子垂直于所述均匀磁场射入所述均匀磁场中; 所述荧光屏(I)平行于所述均匀磁场放置于所述磁场发生器(6、7)的侧部,并且所述荧光屏(I)的法线方向与所述电子入射进入磁场的方向平行,此外,所述荧光屏(I)上具有直角坐标网格,所述荧光屏(I)与所述光电管(3)在磁场发生器(6、7)的同一侧,从而使得,所述阴极发射的电子在磁场洛伦兹力的作用下能够经圆周运动而撞击在所述荧光屏(I)上,并且,当所述荧光屏上有电子撞击时,所述荧光屏能够显示或记录电子所撞击位置的坐标。2.如权利要求1所述的测量普朗克常量的实验设备,其特征在于,照射在所述光电管的阴极上的光子的能量大于所述阴极中的材料的电子的逸出能。3.如权利要求1所述的测量普朗克常量的实验设备,其特征在于, 所述荧光屏(I)上的坐标表示所述电子撞击在荧光屏(I)上的位置与所述准直管的中心之间的距离,所述坐标网格的坐标原点位于所述准直管(2)的中心点处。4.如权利要求1所述的测量普朗克常量的实验设备,其特征在于, 所述荧光屏(I)上的每个坐标基于下面公式与电子动量相关联,P = eBR = eB Δ χ/2, 其中,P表不电子动量,e表不电子电荷,B表不磁场强度,Δ X表不所述电子撞击在屏幕上的位置与所述准直管的中心之间的距离。5.如权利要求1所述的测量普朗克常量的实验设备,其特征在于, 所述荧光屏(I)上的每个坐标基于下面公式与电子动能相关联, 6.如权利要求5所述的测量普朗克常量的实验设备,其特征在于,所述物理实验设备基于电子动能Ek确定电子的最大初动能,并且根据公式hv-ffs来确定所述普朗克常量,其中,h表示普朗克常量,V表示入射到阴极表面的光子的频率,Ws表示为阴极的表面材料的逸出功。7.如权利要求4或5所述的测量普朗克常量的实验设备,其特征在于,当电子撞击于所述突光屏上时,所述突光屏显示电子的动量或动能。8.如权利要求1所述的测量普朗克常量的实验设备,其特征在于,所述磁场发生器包括第一线圈(6)和第二线圈(7),所述第一线圈(6)和所述第二线圈(7)彼此平行放置。【文档编号】G09B23/22GK103559825SQ201310503622【公开日】2014年2月5日 申请日期:2013年10月23日 优先权日:2013年10月23日 【专利技术者】潘梦莎, 王启银, 白洁, 顾涛, 陈运蓬, 赵培峰, 化伟 申请人:国家电网公司, 山西省电力公司大同供电分公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种测量普朗克常量的实验设备,包括:荧光屏(1)、准直管(2)、光电管(3)、滤光片(4)、光阑(5)、磁场发生器(6、7)、衍射光栅(8)、光源(9),其特征在于,所述光源(9)用于朝向所述光电管(3)发射光;所述衍射光栅(8)用于对所述光源(9)发出的光进行衍射分光,从而使得具有预定频率的单色光正对所述光电管(3)的阴极;所述光阑(5)置于所述衍射光栅(8)和所述光电管(3)之间,用于调节进入所述光电管的光的强度;所述滤光片(4)置于所述光源(9)所发出的光束的光路中,用于滤除所述光源(3)发出的光中的紫外光;所述光电管(3)的阴极接收所述光源(9)发出的经过滤的光,并且在所述光的作用下发射出电子;所述磁场发生器(6、7)用于产生均匀磁场;所述准直管(2)放置在所述光电管(3)的所述阴极的前方,用于对所述阴极发射的电子进行准直,从而使得所述电子垂直于所述均匀磁场射入所述均匀磁场中;所述荧光屏(1)平行于所述均匀磁场放置于所述磁场发生器(6、7)的侧部,并且所述荧光屏(1)的法线方向与所述电子入射进入磁场的方向平行,此外,所述荧光屏(1)上具有直角坐标网格,所述荧光屏(1)与所述光电管(3)在磁场发生器(6、7)的同一侧,从而使得,所述阴极发射的电子在磁场洛伦兹力的作用下能够经圆周运动而撞击在所述荧光屏 (1)上,并且,当所述荧光屏上有电子撞击时,所述荧光屏能够显示或记录电子所撞击位置的坐标。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:潘梦莎王启银白洁顾涛陈运蓬赵培峰化伟
申请(专利权)人:国家电网公司山西省电力公司大同供电分公司
类型:发明
国别省市:

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