基于壓力傳感器的用于測量普朗克常量的實驗設備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種基于壓力傳感器的用于測量普朗克常量的實驗設備，所述實驗設備包括：光電頭、光源、光源頻率調節(jié)裝置以及基座，其中，所述光電頭包括金屬片、薄膜式壓力傳感器和壓力值輸出器，所述基座支撐光電頭和光源并且能夠調節(jié)二者的位置和取向。本發(fā)明采用壓力傳感器來測量被照射金屬表面所發(fā)射出的電子，而不是像現(xiàn)有技術中那樣，測量電子所帶來的電信號。相對于采用光電管測量電信號而言，采用壓力傳感器測壓力不需要外加電壓，且不需要陽極。因此，避免了陽極電流、暗電流和接觸電位差，提高了實驗精度。
【專利說明】基于壓力傳感器的用于測量普朗克常量的實驗設備
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及量子物理領域，具體涉及一種通過測量電子恰好無法逸出金屬表面時的入射光的頻率來求得普朗克常量的物理實驗設備。
【背景技術】
[0002]目前大學物理實驗中測量普朗克常量的實驗設備均采用光電效應來對普朗克常
量進行測量。金屬表面在光輻照作用下發(fā)射電子的效應稱為光電效應，根據(jù)愛因斯坦光電
效應方程Ek = h V -Ws,改變入射光頻率，當入射光頻率恰好無法使電子逸出金屬表面時，即
【權利要求】
1.一種基于壓力傳感器的用于測量普朗克常量的實驗設備，其特征在于，所述實驗設備包括:光電頭(I)、光源(7)、光源頻率調節(jié)裝置以及基座(12)，其中，所述光電頭(I)包括金屬片(2)、薄膜式壓力傳感器(3)和壓力值輸出器(5)，所述基座(12)支撐所述光電頭(I)和所述光源(7)， 所述金屬片(2)呈弧形，弧形的開口方向朝向所述薄膜式壓力傳感器(3); 所述薄膜式壓力傳感器(3)的中心處開有孔洞(4)； 所述光源(7)用于發(fā)射具有預定頻率范圍的光； 所述光源頻率調節(jié)裝置與所述光源(7 )集成在一起，用于接收所述光源(7 )所發(fā)出的光并且對所接收到的光進行帶通濾波，從而輸出具有預定頻率的輸出光，并且所述光源頻率調節(jié)裝置能夠調節(jié)所述輸出光的頻率，此外，所述光源頻率調節(jié)裝置將所述輸出光指向所述薄膜式壓力傳感器(3)的中心處的孔洞(4)，進而使所述輸出光穿過薄膜式壓力傳感器(3)照射在所述金屬片(2)的內表面上； 所述金屬片(2)接收來自所述光源(7)的并穿過所述薄膜式壓力傳感器(3)的孔洞(4)的輸出光，并且在所述輸出光的作用下相應地發(fā)射出電子； 所述薄膜式壓力傳感器(3)接收所述金屬片(2)發(fā)出的電子、測量由電子撞擊導致的壓力并通過所述壓力值輸出器(5)來輸出相應測得的壓力值。
2.如權利要求1所述的實驗設備，其特征在于，所述光源頻率調節(jié)裝置由高到低逐漸調節(jié)所述輸出光的頻率，直到所述壓力值輸出器(5)所輸出的壓力為零，所述實驗設備基于所述壓力值輸出器(5)所輸出的壓力為零時所述輸出光的頻率確定普朗克常量。
3.如權利要求1所述的實驗設備，其特征在于，所述光源頻率調節(jié)裝置由高到低逐漸調節(jié)所述輸出光的頻率，直到所述壓力值輸出器(5)所輸出的壓力為低于預定閾值，然后停止對所述輸出光頻率的調節(jié)，維持預定時間，所述實驗設備基于所述壓力值輸出器(5)所輸出的壓力低于預定閾值時所述輸出光的頻率確定普朗克常量。
4.如權利要求1所述的實驗設備，其特征在于，所述實驗設備還包括光闌(6)，所述光闌(6)置于所述光電頭(I)的入光口處，用于調節(jié)進入所述光電頭(I)的光束的形狀和尺寸，所述光闌(6)與所述薄膜式壓力傳感器(3)的孔洞(4)對準，并且所述光闌(6)的最大孔徑尺寸大于所述薄膜式壓力傳感器(3)的孔洞(4)的尺寸。
【文檔編號】G09B23/06GK103559816SQ201310503818
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年10月23日 優(yōu)先權日:2013年10月23日
【發(fā)明者】潘夢莎, 王啟銀, 楊永剛, 楊保東, 羅昕, 張金曄, 張友玲 申請人:國家電網公司, 山西省電力公司大同供電分公司