專利名稱：普朗克常數(shù)測(cè)定儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種普朗克常數(shù)測(cè)定儀。
背景技術(shù)：
19世紀(jì)末，普朗克為解決黑體輻射問題發(fā)現(xiàn)了普朗克常數(shù)k，1905年，愛因斯坦發(fā)現(xiàn)了輻射能量以為不連續(xù)的最小單位的量子化思想，解釋了光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)問題?！绞侨祟愐阎淖匀唤绲纳贁?shù)幾個(gè)普適常數(shù)之一，它是現(xiàn)代技術(shù)的基礎(chǔ)參數(shù)。基于普朗克常數(shù)的重要性，為了能夠直觀地檢測(cè)普朗克常數(shù)，人們制造了普朗克常數(shù)測(cè)定儀。傳統(tǒng)的普朗克常數(shù)測(cè)定儀主要包括由電源供電的燈泡，燈泡發(fā)出的光經(jīng)過濾光片后射向感光片，感光片的輸出端安裝有電信號(hào)檢測(cè)儀表。由于高壓萊燈發(fā)出的光線頻率和強(qiáng)度與普朗克常數(shù)測(cè)定具有較高的對(duì)應(yīng)性，目前的普朗克常數(shù)測(cè)定儀在制造時(shí)，一般采用高壓汞燈作為發(fā)光的燈泡。高壓汞燈雖然能夠滿足普朗克常數(shù)測(cè)定的需要，但是在使用過程中發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)的普朗克常數(shù)測(cè)定儀存在以下缺點(diǎn):(I)開機(jī)時(shí)，必須先通電預(yù)熱高壓汞燈10分鐘以上，否則容易導(dǎo)致高壓汞燈不能正常工作，造成實(shí)驗(yàn)過程中非常耗費(fèi)時(shí)間；(2)由于高壓汞燈自身功能限制，高壓汞燈在熄滅后不能立即再次點(diǎn)亮，必須等燈管冷卻后才能再次點(diǎn)亮，否則容易燒壞高壓汞燈，不但存在浪費(fèi)檢測(cè)時(shí)間的問題，而且特別不適合作為實(shí)驗(yàn)室儀器使用；(3)高壓汞燈必須配備高質(zhì)量的穩(wěn)壓模塊才能工作，不但導(dǎo)致儀器價(jià)格昂貴，而且使用時(shí)其中的穩(wěn)壓模塊非常容易燒壞。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是針對(duì)上述不足提供一種結(jié)構(gòu)合理，開機(jī)無須預(yù)熱，能夠頻繁開啟關(guān)閉，且成本較低的普朗克常數(shù)測(cè)定儀。
`[0005]為解決上述技術(shù)問題，本普朗克常數(shù)測(cè)定儀包括由電源供電的燈泡，燈泡發(fā)出的光經(jīng)過濾光片后射向感光片，感光片的輸出端安裝有電信號(hào)檢測(cè)儀表，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是:所述燈泡包括并聯(lián)的白光燈、藍(lán)光燈和紫外光燈。本普朗克常數(shù)測(cè)定儀是通過多光源并聯(lián)結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)開機(jī)無須預(yù)熱，能夠頻繁開啟關(guān)閉，且成本較低的。多光源并聯(lián)結(jié)構(gòu)主要包括由電源供電的白光燈、藍(lán)光燈和紫外光燈，白光燈、藍(lán)光燈和紫外光燈并聯(lián)在電源輸出端，這樣每個(gè)燈可以獲得相同的電源，有助于保持各個(gè)燈發(fā)光強(qiáng)度基礎(chǔ)的一致性。傳統(tǒng)普朗克常數(shù)測(cè)定儀利用高壓汞燈進(jìn)行普朗克常數(shù)測(cè)定時(shí)，是通過五點(diǎn)斜率測(cè)定法進(jìn)行測(cè)定的，也就是通過選取365納米、405納米、436納米、546納米、577納米，這五個(gè)高壓汞燈發(fā)光強(qiáng)度最強(qiáng)的波長(zhǎng)點(diǎn)來進(jìn)行測(cè)定的。而紫外光燈能夠發(fā)出紫外光，從紫外光的光譜可知，紫外光在波長(zhǎng)為360納米時(shí)的強(qiáng)度最強(qiáng)，因此利用紫外光360納米時(shí)的發(fā)光強(qiáng)度可以模擬高壓汞燈在365納米時(shí)的發(fā)光強(qiáng)度。藍(lán)光燈能夠發(fā)出藍(lán)色光，從藍(lán)色光的光譜可知，藍(lán)色光在波長(zhǎng)為405納米時(shí)的強(qiáng)度最強(qiáng)，因此藍(lán)色光405納米時(shí)的發(fā)光強(qiáng)度與高壓汞燈在405納米時(shí)的發(fā)光強(qiáng)度一致，可以替代高壓汞燈在405納米時(shí)的發(fā)光強(qiáng)度。白光燈能夠發(fā)出白光，從白光的光譜可知，白光具有三個(gè)發(fā)光強(qiáng)度最強(qiáng)的波長(zhǎng)段，即430-450納米段、510-560納米段和565-600納米段。而這三個(gè)波長(zhǎng)段正好覆蓋五點(diǎn)斜率測(cè)定法中剩余的三個(gè)波長(zhǎng)點(diǎn)，也即430-450納米段覆蓋436納米、510-560納米段覆蓋546納米，565-600納米段覆蓋577納米。因此白光燈在436納米、546納米和577納米時(shí)的發(fā)光強(qiáng)度，可以分別替代高壓汞燈在436納米、546納米和577納米時(shí)的發(fā)光強(qiáng)度。綜上所述，利用并聯(lián)設(shè)置的白光燈、藍(lán)光燈和紫外光燈完全可以測(cè)定出與高壓汞燈一致的參數(shù)，而且白光燈、藍(lán)光燈和紫外光燈采用普通的發(fā)光二極管即可，不但使用時(shí)無須預(yù)熱、可以頻繁開啟關(guān)閉，而且無須設(shè)置專用的穩(wěn)壓裝置，價(jià)格低廉，特別適合作為學(xué)校的實(shí)驗(yàn)儀器。作為一種實(shí)現(xiàn)方式，所述白光燈串聯(lián)白光電阻和白光開關(guān)構(gòu)成白光支路，藍(lán)光燈串聯(lián)有藍(lán)光電阻和藍(lán)光開關(guān)構(gòu)成藍(lán)光支路，紫外光燈串聯(lián)有紫外光電阻和紫外光開關(guān)構(gòu)成紫外光支路，上述三個(gè)支路并聯(lián)在一起。在白光支路中，白光電阻主要起限制白光燈工作電流的作用，這樣就起到了保護(hù)白光燈的作用，因此在本普朗克常數(shù)測(cè)定儀中，可以頻繁開啟和關(guān)閉燈泡，適應(yīng)性更強(qiáng)。白光支路中串接的白光開關(guān)，主要起控制白光支路通斷的作用，也就是控制白光燈工作與否的作用，操作起來更加方便。同樣道理，藍(lán)光支路中設(shè)置的藍(lán)光電阻和藍(lán)光開關(guān)的作用、紫外支路中設(shè)置的紫外光電阻和紫外光開關(guān)的作用，與白光支路中白光電阻和白光開關(guān)的作用相同，在此不再細(xì)述。作為改進(jìn)，所述電源包括由變壓器供電的整流電路，整流電路輸出端并聯(lián)有電容。在整流電路輸出端并聯(lián)電容，可以提高電源輸出電壓的穩(wěn)定性，有助于增強(qiáng)白光燈、藍(lán)光燈和紫外光燈的工作穩(wěn)定性。綜上所述，采用這種結(jié)構(gòu)的普朗克常數(shù)測(cè)定儀，結(jié)構(gòu)合理，開機(jī)無須預(yù)熱，能夠頻繁開啟關(guān)閉，且成本較低，特別適合在學(xué)校實(shí)驗(yàn)室內(nèi)使用。

結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明:圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為高壓汞燈與白光燈、藍(lán)光燈、紫外光燈發(fā)光對(duì)比示意圖。圖中:1為電源，2為燈泡，3為濾光片，4為感光片，5為儀表，T為變壓器，C為電容，D1、D2、D3、D4為整流二極管，LI為白光燈，L2為藍(lán)光燈，L3為紫外光燈，Rl為白光電阻，R2為藍(lán)光電阻，R3為紫外光電阻，SI為白光開關(guān)，S2為藍(lán)光開關(guān)，S3為紫外光開關(guān)，Gl為紫外光波長(zhǎng)與照射能量相對(duì)強(qiáng)度曲線，G2為藍(lán)光波長(zhǎng)與照射能量相對(duì)強(qiáng)度曲線，G3為白光波長(zhǎng)與照射能量相對(duì)強(qiáng)度曲線，G4為高壓汞燈光線光波長(zhǎng)與照射能量相對(duì)強(qiáng)度曲線。
具體實(shí)施方式
如圖所示，該普朗克常數(shù)測(cè)定儀包括由電源I供電的燈泡2，其中電源I包括由變壓器T供電的整流電路，整流電路輸出端并聯(lián)有電容C。在本實(shí)施例中，整流電路采用由整流二極管D1、D2、D3、D4構(gòu)成的橋式整流電路，整流效果好，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，且成本低廉。整流電路輸出端并聯(lián)的電容C，可以提高電源I輸出電壓的穩(wěn)定性，有助于增強(qiáng)燈泡2的工作穩(wěn)定性。燈泡2發(fā)出的光經(jīng)過濾光片3后射向感光片4，在本實(shí)施例中，感光片4為金屬感光片。感光片4的輸出端安裝有電信號(hào)檢測(cè)儀表5，這樣就可以檢測(cè)出光線照射后產(chǎn)生的能
量強(qiáng)度。在本實(shí)施例中，燈泡2主要包括由電源I供電的白光燈L1、藍(lán)光燈L2和紫外光燈L3,白光燈L1、藍(lán)光燈L2和紫外光燈L3并聯(lián)在電源I輸出端，這樣每個(gè)燈可以獲得相同的電源1，有助于保持各個(gè)燈發(fā)光強(qiáng)度基礎(chǔ)的一致性。如圖2所示，為高壓汞燈與白光燈、藍(lán)光燈、紫外光燈發(fā)光對(duì)比圖，其中橫軸為波長(zhǎng)，單位為納米，縱軸為相對(duì)強(qiáng)度。傳統(tǒng)普朗克常數(shù)測(cè)定儀利用高壓汞燈進(jìn)行普朗克常數(shù)測(cè)定時(shí)，是通過五點(diǎn)斜率測(cè)定法進(jìn)行測(cè)定的，也就是通過選取365納米、405納米、436納米、546納米、577納米，這五個(gè)高壓汞燈發(fā)光強(qiáng)度最強(qiáng)的波長(zhǎng)點(diǎn)來進(jìn)行測(cè)定的，即高壓汞燈光線光波長(zhǎng)與照射能量相對(duì)強(qiáng)度曲線G4。而紫外光燈L3能夠發(fā)出紫外光，從圖2紫外光波長(zhǎng)與照射能量相對(duì)強(qiáng)度曲線Gl可知，紫外光在波長(zhǎng)為360納米時(shí)的強(qiáng)度最強(qiáng)，因此利用紫外光360納米時(shí)的發(fā)光強(qiáng)度，可以模擬高壓汞燈在365納米時(shí)的發(fā)光強(qiáng)度。藍(lán)光燈L2能夠發(fā)出藍(lán)色光，從圖2藍(lán)光波長(zhǎng)與照射能量相對(duì)強(qiáng)度曲線G2可知，藍(lán)色光在波長(zhǎng)為405納米時(shí)的強(qiáng)度最強(qiáng)，因此藍(lán)色光405納米時(shí)的發(fā)光強(qiáng)度與高壓汞燈在405納米時(shí)的發(fā)光強(qiáng)度一致，可以替代高壓汞燈在405納米時(shí)的發(fā)光強(qiáng)度。白光燈LI能夠發(fā)出白光，從圖2白光波長(zhǎng)與照射能量相對(duì)強(qiáng)度曲線G3可知，白光具有三個(gè)發(fā)光強(qiáng)度最強(qiáng)的波長(zhǎng)段，即430-450納米段、510-560納米段和565-600納米段。而這三個(gè)波長(zhǎng)段正好覆蓋五點(diǎn)斜率測(cè)定法中剩余的三個(gè)波長(zhǎng)點(diǎn)，也即430-450納米段覆蓋436納米、510-560納米段覆蓋546納米，565-600納米段覆蓋577納米。因此白光燈在436納米、546納米和577納米時(shí)的發(fā)光強(qiáng)度，可以分別替代高壓汞燈在436納米、546納米和577納米時(shí)的發(fā)光強(qiáng)度。綜上所述，利用并聯(lián)設(shè)置的白光燈L1、藍(lán)光燈L2和紫外光燈L3完全可以測(cè)定出與高壓汞燈一致的參數(shù)，而且白光燈L1、藍(lán)光燈L2和紫外光燈L3采用普通的發(fā)光二極管即可，不但使用時(shí)無須預(yù)熱、可以頻繁開啟關(guān)閉，而且無須設(shè)置專用的穩(wěn)壓裝置，價(jià)格低廉，特別適合作為學(xué)校的實(shí)驗(yàn)儀器。在該普朗克常數(shù)測(cè)定儀中，白光燈LI串聯(lián)白光電阻Rl和白光開關(guān)SI構(gòu)成白光支路，藍(lán)光燈L2串聯(lián)有藍(lán)光電阻R2和藍(lán)光開關(guān)S2構(gòu)成藍(lán)光支路，紫外光燈L3串聯(lián)有紫外光電阻R3和紫外光開關(guān)S3構(gòu)成紫外光支路，上述三個(gè)支路并聯(lián)在一起。在白光支路中，白光電阻Rl主要起限制白光燈LI工作電流的作用，這樣就起到了保護(hù)白光燈LI的作用，因此在本普朗克常數(shù)測(cè)定儀中，可以頻繁開啟和關(guān)閉燈泡2，適應(yīng)性更強(qiáng)。白光支路中串接的白光開關(guān)SI，主要起控制白光支路通斷的作用，也就是控制白光燈LI工作與否的作用，操作起來更加方便。同樣道理，藍(lán)光支路中設(shè)置的藍(lán)光電阻R2和藍(lán)光開關(guān)S2的作用、紫外支路中設(shè)置的紫外光電阻R3和紫外光開關(guān)S3的作用，與白光支路中白光電阻Rl和白光開關(guān)SI的作用相同，在此不再細(xì)述。
權(quán)利要求1.種普朗克常數(shù)測(cè)定儀，包括由電源(I)供電的燈泡(2)，燈泡(2)發(fā)出的光經(jīng)過濾光片(3)后射向感光片(4)，感光片(4)的輸出端安裝有電信號(hào)檢測(cè)儀表(5)，其特征是:所述燈泡(2)包括并聯(lián)的白光燈(LI)、藍(lán)光燈(L2)和紫外光燈(L3)。
2.權(quán)利要求1所述的普朗克常數(shù)測(cè)定儀，其特征是:所述白光燈(LI)串聯(lián)白光電阻(Rl)和白光開關(guān)(SI)構(gòu)成白光支路，藍(lán)光燈(L2)串聯(lián)有藍(lán)光電阻(R2)和藍(lán)光開關(guān)(S2)構(gòu)成藍(lán)光支路，紫外光燈(L3)串聯(lián)有紫外光電阻(R3)和紫外光開關(guān)(S3)構(gòu)成紫外光支路，上述三個(gè)支路并聯(lián)在一起。
3.權(quán)利要求1或2所述的普朗克常數(shù)測(cè)定儀，其特征是:所述電源(I)包括由變壓器(T )供電的整流電路，整流電路輸出端并聯(lián)有電容(C)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種普朗克常數(shù)測(cè)定儀，包括由電源供電的燈泡，燈泡發(fā)出的光經(jīng)過濾光片后射向感光片，感光片的輸出端安裝有電信號(hào)檢測(cè)儀表，所述燈泡包括并聯(lián)的白光燈、藍(lán)光燈和紫外光燈。所述白光燈串聯(lián)白光電阻和白光開關(guān)構(gòu)成白光支路,藍(lán)光燈串聯(lián)有藍(lán)光電阻和藍(lán)光開關(guān)構(gòu)成藍(lán)光支路，紫外光燈串聯(lián)有紫外光電阻和紫外光開關(guān)構(gòu)成紫外光支路，上述三個(gè)支路并聯(lián)在一起。所述電源包括由變壓器供電的整流電路，整流電路輸出端并聯(lián)有電容。采用這種結(jié)構(gòu)的普朗克常數(shù)測(cè)定儀，結(jié)構(gòu)合理，開機(jī)無須預(yù)熱，能夠頻繁開啟關(guān)閉，且成本較低，特別適合在學(xué)校實(shí)驗(yàn)室內(nèi)使用。
文檔編號(hào)G09B23/22GK202929932SQ20122069199
公開日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2012年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月14日
發(fā)明者朱坤占, 卞國(guó)海, 任春燕 申請(qǐng)人:朱坤占