專利名稱：利用光電倍增管為民發(fā)電的制作方法
利用外光電效應(yīng)制做光電倍增管，作為民用電的大膽設(shè)想，既節(jié)電能，又安全可靠。
一、原理當(dāng)光照射到陰極k上時，使陰極上金屬中的一些自由電子的能量增加，而逸出金屬表面。電子在加速電勢差為u＝VA-VK的電場中，受到指向陽極A的電場力，就向陽極A作定向運動。這樣就形成了電流。這種物體因受到光的照射而有電子逸出的現(xiàn)象，叫做光電效應(yīng)。由于光照而逸出的電子叫做光電子、光電子的定向運動所形成的電流叫光電流。
二、實驗規(guī)律1、飽和光電流和入射光的強度成正比。
2、光電子的初動能和入射光的頻率成線性關(guān)系，和入射光的強度無關(guān)。
3、各種金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)有一定的截止頻率。
4、光電效應(yīng)的產(chǎn)生具有瞬時性。
三、光電效應(yīng)與經(jīng)典理論有矛盾，下面有些公式是用光子假設(shè)的學(xué)說計算。
四、設(shè)計計算1、紫外線的頻率ν＝3×1016HZ，波長入＝103
(埃)＝10-7m可見光ν＝3×1015HZ，入＝103.5
。
2、太陽、陰天、雪平均的日照度E＝7.7947×104勒克司＝7.7947輻脫，陰天103勒克司E＝ (F)/(S) F照射在物體上的光通量(流明)，S陰極k的面積0.43cm2E照度(輻脫)，F(xiàn)＝E·S＝7.7947(輻脫)×0.43cm2＝3.3517流明。
3、材料的選擇根據(jù)光電效應(yīng)的第三條規(guī)律＜截止頻率，就不會產(chǎn)生光電效應(yīng)。所以采用銫金屬。ν.＝4.545×1014S-1。則采用銀氧銫作陰極k的材料。
4、ε＝hν＝6.626×10-34j·S×3×1016Hz＝19.878×10-18j光子動量P1＝mc＝2.209×10-34kg×3×108mS-1＝6.627×10-26kg·m·S-1光子質(zhì)量ml＝ (ε)/(C2) ＝ (hν)/(C2) ＝6.626×10-34jS×3×1016S-1/(3×108)2m2/S2＝2.209×10-34kg5、用光子假設(shè)的觀點介釋，得愛因斯坦方程hν＝A+ 1/2 mV2A＝ν.h＝4.545×1014S-1×6.626×10-34j·S＝30.115×10-20jV＝2hm(cλ- ν·)=2× 6.63 × 10-34j · s2.209 × 10-34k g(10-7× 3 × 1016m·S-110-7m-4.545 × 1014S-1)=13.26 × 10-34× 295.455 × 10142.209 × 10-34=1773.53 × 1014]]>＝42.11×107m·S-1＝V，介釋了第二條規(guī)律，電子的初動能和入射光頻率的增加成線性關(guān)系，和光強無關(guān)，和光子數(shù)無關(guān)。
6、按光電效應(yīng)的第三條規(guī)律，當(dāng)入射光子的能量hν＜電子的逸出功A時，電子就不能從金屬中逸出，即光電效應(yīng)具有一定的截止頻率ν.＝A/h7、可見光的ν＝3×1015Hz＞ν.＝4.545×1014Hz A＝eu，
u0＝A/e＝4.545×1014HZ×6.626×10-34j·S/1.602×10-19庫1ua1＝ 1/2 mV2/e＝ 1/2 ×2.209×10-34×42.112×1014/1.6×10-19＝122.257-遏止電勢u0＝1.8798eV→逸出電勢，則CS逸出功2.00eV，入CS＝6.20×10-7m8、一個電子吸收一個光子所獲得的能量ε＝hν(1)ε＝6.626×10-34j·S×3×1016HZ＝19.878×10-18j(2)以陰天計算，照度103勒克司亮度103尼特1尼特＝π流明/m2＝10-4，坎德拉/cm2＝π×10-4流明/cm21坎德拉/cm2＝π流明/cm2，103尼特＝0.314流明/cm2-陰天(3)面積S＝0.43cm2(4)因為采用的是Sb-CS金屬，光譜范圍3500-7000
靈敏度～40微安/流明～60微安/流明，峰值波長4400
，典型輻射靈敏度48.2毫安/瓦，典型量子效率14，典型陰極暗發(fā)射(于25℃)×3×10-15安/cm2支承玻璃7052，入射方式(透)，聚焦型最大值110微安/流明。
(5)0.314流明/cm2×0.43cm2＝0.135流明(6)60×10-2安/流明×0.135流明＝8.1×10-2安-初極9、光電倍增管(1)極數(shù)n＝2 放大倍數(shù)M＝42＝16并聯(lián)聯(lián)接聚焦型(2)初極電子數(shù)ne量子效率Y＝1.239×10-4(E(λ))/(λ) ×100%(3)初極光子數(shù)n1＝8.1×10-2庫/S/1.6×10-19庫＝5.063×1017個/S若按最大值計算n1＝14.85×10-2庫/S/1.6×10-19庫＝9.28×1017個/S
按平均數(shù)n1＝(5.063+9.28)×1017/2個/S＝7.1715×1017個/S陰極電子數(shù)nel×量子效率＝7.1715×1017個/S×14＝100.4×1017個/S陽極電子數(shù)nel＝100.4×1017個/S×42＝1606.4×1017個/S(4)陽極光電子產(chǎn)生的能量nel.εε＝hν＝6.626×10-34j·S×3×1016HZε＝19.878×10-18jnel·ε＝19.878×10-18j×1606.4×1017個/S＝3193.2j/S(5)換算9.81j＝2.723×10-6kW·h·lj＝1kW·S(3193.2 i /s × 10 × 3600 s × 2.723 × 10-6kw·h)/(9.81 i) ＝31908.56×10-3kW·h＝31.9kW·h＝И-從能量角度計算(6)從電流角度計算8.1×10-2安×16×35V×10h＝45.36kW·h，還要減去電流損耗10、按每天工作10h計算，И＝31.9KW·h》每天實際用量11、電壓先定為35V，經(jīng)逆運算定出CS的面積S＝0.43cm2五、光電倍增管的外殼設(shè)計，即采光面的設(shè)計原則占用盡可能小的空間從而達到盡可能大的采光面。
除去底面，共有五個面1、正方體V≡C V＝X3S＝5X2X＝v3]]>S＝5V23]]>S′＝10X S″＝10＞02、長方體V≡C V＝x2y S＝X2+4xy y＝ (V)/(X2) 代入SS＝X2+ 4X (V)/(X2) S′＝2X - (8V)/(X2) (令)/() 0 2X3-8V＝0 X＝4V3]]>
得駐點X＝
又∵S″= 2 + (24V)/(X3)S ″= (4V3) = 2 +24V(4V3)3= 8 ＞0]]>有極小值S=16V23+4 V4V3= 22 V23+4 V4V3]]>3、園柱體V≡C S＝πr2+2πrh h＝ (V)/(πr2) 代入S V＝πr2hS＝πr2+2πr· (V)/(πr2) =πr2+ (2 V)/(r) S′= 2πr- (4 V)/(r2) (令)/() 0 2πr3-4V =0r3＝ (4V)/(2π) ＝ (2V)/(π) ，r=2 Vπ3]]>S″＝ (12V)/(r3) 將駐點r=2 Vπ3]]>代入S″S″＝2π+12V (π)/(2V) ＝2π+6π＝8π＞0有極小值S=πr2+2Vr=π4V2π23+2Vπ2V3]]>4、比較5V23<22V23+4V4V3>π4V2π232Vπ2V3]]>5、選擇外殼玻璃罩為長方體形，四周棱角用園弧平滑連接，頂面也用園弧平滑連接，并抽成真空。
與已有技術(shù)相比的優(yōu)點或積極效果1.光電倍增管產(chǎn)生的電流，屬直流，比交流與較好的運行性能，而且便于控制，比交流安全得多。
2.極數(shù)是由35V電壓粗算出的，35V＜36V安全3.陰極k上的ν0》200HZ ν＞ν0安全4.進行維護前，應(yīng)當(dāng)注意放電5.沒有機械磨損，沒有老化6.不消耗能量，直接把光能轉(zhuǎn)變成電能，成本低廉，還可推廣應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)。
7、不受自然災(zāi)害影響，若地震時，隨時可用來照明、通話、起動水閘等。
8.節(jié)能價值可觀，而且又安全。


圖1是外光電效應(yīng)原理2是正方體形燈泡3是較好的長方形燈泡4是園柱體形燈泡5是光電倍增管工作原理圖


權(quán)利要求
1.本發(fā)明是利用外光電效應(yīng)，研制光電倍增管來發(fā)電，是自由電子激光，屬于物理發(fā)電。
2.權(quán)利要求1中所得功率N要滿足各種規(guī)格的最大用電量。
3.極數(shù)n和陰極面積SK以及排列，要滿足功率N的要求。
4.電壓限制在36V內(nèi)。
5.陰極材料用銀氧絕片。
6.是真空管。
7.是由光產(chǎn)生電，而不是由電產(chǎn)生光。
全文摘要
該發(fā)明是利用日光照射在陰極K上，逸出自由電子，電子在加速電勢差為V
文檔編號H01J40/00GK1040286SQ88100869
公開日1990年3月7日 申請日期1988年2月12日 優(yōu)先權(quán)日1988年2月12日
發(fā)明者賞寶榮 申請人:賞寶榮