358 光学仪器 第36卷 开关控制按键,分别控制八只不同波长LED单色光源的开关。可调电压源通过接口与光电管并联,通过 调节旋钮可以调节光电管两端的电压大小,并可通过显示屏显示。微电流测量放大器通过接口与光电管 串联,用来测量其中的电流,并可通过电流显示屏显示。 3具体实验操作过程及测试结果 LED光源导光纤维扩束透镜准直透镜光电管 3.1具体实验操作过程 !99 (1)通过电源控制器上的光源开关控制按键 点亮一只LED单色光源,通过恒流源电流调节 旋钮调节恒流源输出合适的电流,通过LED光 源PWM调光控制调节旋钮使入射光亮度合适 (2)调节扩束透镜及准直透镜使导光纤维输 电流显示屏 节旋钮 出的单色光成为平行光,照射到光电管上。 (3)通过可调电压源电压调节旋钮调节光电 B· 管两端的电压大小,通过微电流测量放大器测出 VVVVVVVY 光电管中对应的电流。 (4)测绘出该单色光照射下光电管的V曲 线,通过“拐点法”或“零点法”确定光电管的遏止 图1实验装置结构示意图 电压U,。 Fig. 1 Experimental apparatus structure diagran (5)同样可测出其他七只不同波长的LED单色光源照射下光电管的V曲线,确定光电管对应的遏 止电压。 (6)根据测得的八种不同波长单色光的频率与遏止电压,通过作图法或最小二乘法求出普朗克常 数h。 3.2测试结果分析 为了验证本文改进后的实验装置的可行性,对其进行了实际测试。首先,选取八只不同波长的LED 单色光源,经测定其波长分别为A1(392nm)、A2(430mm)、A3(473mm)、A4(525mm)、5(571nm) A6(608nm)、A7(660nm)及λ8(704m)。利用本文提出的方法组装五组不同的实验装置,通过“零点法” 确定光电管的遏止电压U,最后通过最小二乘法利用公式求出普朗克常数h。共测了五组实验数据,如 表1所示。作为对比,利用目前实验室常用的实验装置,即采用高压汞灯作为光源,通过滤色片获得五种 不同波长即1(365mm)、2(405mm)、k3(436mm)、A(546mm)、k3(577mm)的单色光分别作为单色光源, 同样用五组不同的实验装置测了五组实验数据,如表2所示。表中,r为利用最小二乘法计算时对应的线 性相关系数,σ为相对误差。对比表1和表2的数据,不难看出本文改进后的实验装置比目前常用的采用 高压汞灯作为光源的实验装置测的数据更准确,说明本文提出的实验装置是可行的 表1本文提出的采用LED作为光源的实验装置测得的数据 Tab. 1 The experimental data measured by the device adopting leD 装置名称 h/(10-34J·s) 装置11.581.331.040.710.590.410.290.14 0.998 装置21.661.391.170.830.670.480.360.31 装置31.721.541.180.880.730.570.470.32 6.98 5.34 装置41.841.601.301.040.910.710.580.38 装置51.921.641.381.130.930.790.680.43 6.74 (下转第363页)光 学 仪 器 第!"卷 开关控制按键!分别控制八只不同波长.4Y单色光源的开关%可调电压源通过接口与光电管并联!通过 调节旋钮可以调节光电管两端的电压大小!并可通过显示屏显示%微电流测量放大器通过接口与光电管 串联!用来测量其中的电流!并可通过电流显示屏显示% 图7 实验装置结构示意图 9#+87 YJ>%2#;%(&*0*>>*2*&-,,&2-'&-2%!#*+2*; ? 具体实验操作过程及测试结果 ?87 具体实验操作过程 #&$通过电源控制器上的光源开关控制按键 点亮一只.4Y单色光源!通过恒流源电流调节 旋钮调节恒流源输出合适的电流!通过 .4Y光 源)N3 调光控制调节旋钮使入射光亮度合适% #$$调节扩束透镜及准直透镜使导光纤维输 出的单色光成为平行光!照射到光电管上% #!$通过可调电压源电压调节旋钮调节光电 管两端的电压大小!通过微电流测量放大器测出 光电管中对应的电流% ##$测绘出该单色光照射下光电管的-`\ 曲 线!通过1拐点法2或1零点法2确定光电管的遏止 电压C8% #=$同样可测出其他七只不同波长的.4Y单色光源照射下光电管的-`\ 曲线!确定光电管对应的遏 止电压% #"$根据测得的八种不同波长单色光的频率与遏止电压!通过作图法或最小二乘法求出普朗克常 数&% ?8< 测试结果分析 为了验证本文改进后的实验装置的可行性!对其进行了实际测试%首先!选取八只不同波长的.4Y 单色光源!经测定其波长分别为#& #!?$D@$)#$ ##!%D@$)#! ##X!D@$)## #=$=D@$)#= #=X&D@$) #"#"%'D@$)#X#""%D@$及#'#X%#D@$%利用本文提出的方法组装五组不同的实验装置!通过1零点法2 确定光电管的遏止电压C8!最后通过最小二乘法利用公式求出普朗克常数&%共测了五组实验数据!如 表&所示%作为对比!利用目前实验室常用的实验装置!即采用高压汞灯作为光源!通过滤色片获得五种 不同波长即#B&#!"=D@$)#B$##%=D@$)#B!##!"D@$)#B##=#"D@$)#B=#=XXD@$的单色光分别作为单色光源! 同样用五组不同的实验装置测了五组实验数据!如表$所示%表中!5为利用最小二乘法计算时对应的线 性相关系数!$为相对误差%对比表&和表$的数据!不难看出本文改进后的实验装置比目前常用的采用 高压汞灯作为光源的实验装置测的数据更准确!说明本文提出的实验装置是可行的% 表7 本文提出的采用ZY$作为光源的实验装置测得的数据 =*/87 =)%%J>%2#;%(&*0!*&*;%*,-2%!/4&)%!%A#'%*!">&#(+ZY$ 装置名称 C8+5 #& #$ #! ## #= #" #X #' &+#&%h!#`*;$ 5 $+\ 装置& &8=' &8!! &8%# %8X& %8=? %8#& %8$? %8&# "8'# %8??' !8$! 装置$ &8"" &8!? &8&X %8'! %8"X %8#' %8!" %8!& "8"" %8??X %8=" 装置! &8X$ &8=# &8&' %8'' %8X! %8=X %8#X %8!$ "8?' %8??& =8!# 装置# &8'# &8"% &8!% &8%# %8?& %8X& %8=' %8!' "8X= %8??' &8'X 装置= &8?$ &8"# &8!' &8&! %8?! %8X? %8"' %8#! "8X# %8??X &8X" #下转第?N?页$ *!='*