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光电效应实验仪滤光片更换卡和光阑更换卡

阅读：707发布：2020-05-14

专利汇可以提供光电效应实验仪滤光片更换卡和光阑更换卡专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且光电效应实验仪滤光片更换卡和光阑更换卡涉及物理实验领域，光电效应实验仪滤光片更换卡和光阑更换卡，其特征是：滤光片更换卡由五种不同波长的滤光片镶嵌至硬质框架组成；各个滤光片长、宽、厚都相同，各个滤光片两侧竖直方向的中间各有一个限位球面凹槽；光阑更换卡由金属板制作而成，长方体金属板中线上打通4个直径大小不同的圆孔，并预留一个全遮光位置，各个圆孔圆心之间距离相等；滤光片卡槽和光阑卡槽固定在光电管所在的保护罩外侧，插入滤光片卡槽的滤光片更换卡与插入光阑卡槽的光阑更换卡相互平行，滤光片卡槽的内部两侧有一对限位弹珠与滤光片的球面凹槽对应，光阑卡槽的内部两侧有一对限位弹珠与光阑的球面凹槽对应。，下面是光电效应实验仪滤光片更换卡和光阑更换卡专利的具体信息内容。

权利要求

1.光电效应实验仪滤光片更换卡和光阑更换卡，其特征是：滤光片更换卡（1）由五种不同波长的滤光片（2）镶嵌至硬质框架组成；各个滤光片（2）都为矩形，各个滤光片（2）长、宽、厚都相同，五个滤光片（2）从上到下紧密排列在滤光片更换卡（1）、即各个滤光片（2）之间等间距排列，各个滤光片（2）两侧竖直方向的中间各有一个限位球面凹槽（8），即限位球面凹槽（8）之间距离相等，滤光片（2）两侧的限位球面凹槽（8）各自中心的连线垂直于滤光片（2）侧边并平分滤光片（2）竖直方向的表面；光阑更换卡（3）由金属板制作而成，长方体金属板中线上打通4个直径大小不同的圆孔，并预留一个全遮光位置，各个圆孔圆心之间距离相等，即都等于滤光片（2）在竖直方向的高度，光阑更换卡（3）的各个光阑（4）的侧竖直方向的中间各有一个限位球面凹槽（8），即有五对球面凹槽（8）、限位球面凹槽（8）之间竖直方向距离相等、即都等于滤光片（2）在竖直方向的高度，光阑（4）两侧球面凹槽（8）中心的连线过光阑（4）的圆心；滤光片卡槽（6）和光阑卡槽（7）固定在光电管（5）所在的保护罩外侧，插入滤光片卡槽（6）的滤光片更换卡（1）与插入光阑卡槽（7）的光阑更换卡（3）相互平行，光电管（5）几何中心与保护罩透光孔的几何中心的连线垂直于滤光片更换卡（1）和光阑卡槽（7）、并过光阑（4）圆心和滤光片（2）几何中心，滤光片卡槽（6）的内部两侧有一对限位弹珠与滤光片（2）的球面凹槽（8）对应，光阑卡槽（7）的内部两侧有一对限位弹珠与光阑（4）的球面凹槽（8）对应。
2.根据权利要求1所述的光电效应实验仪滤光片更换卡和光阑更换卡，其特征是：硬质框架为铝合金或者硬质塑料。
3.根据权利要求1所述的光电效应实验仪滤光片更换卡和光阑更换卡，其特征是：滤光片卡槽（6）的其中一个侧面有一个矩形孔洞以便于读取滤光片更换卡（1）的滤光片（2）的波长；光阑卡槽（7）的其中一个侧面有一个矩形孔洞以便于读取光阑更换卡（3）的光阑（4）的孔径数据；矩形孔洞的位置高于定位弹珠或者低于定位弹珠的位置，即矩形孔洞与定位弹珠相互错开。
4.根据权利要求1所述的光电效应实验仪滤光片更换卡和光阑更换卡，其特征是：滤光片更换卡（1）从上到下依次排列365nm、405nm、436nm、546nm、577nm共五种波长滤光片（2）。
5.根据权利要求1所述的光电效应实验仪滤光片更换卡和光阑更换卡，其特征是：光阑更换卡（3）的从上到下依次排列1mm、2mm、4mm、8mm共四种直径的圆孔光阑（4）。

说明书全文

光电效应实验仪滤光片更换卡和光阑更换卡

技术领域

[0001] 本实用新型涉及物理实验领域，特别涉及光电效应实验领域。

背景技术

[0002] 光电效应实验是大中专院校普遍开放的近代物理实验之一。其实验原理为入射光照射到光电管阴极上，产生的光电子在回路中运动形成光电流。在回路中加上外加电压，改变电压大小可改变光电流的大小，即可得出光电管的伏安特性曲线。目前大多数大中院校正在使用的光电效应实验仪，存在许多设计不合理的地方，如：1、滤光片和光阑采用套筒式，实验过程中需频繁换取滤光片和光阑，容易造成滤光片污染及损坏。2、更换滤光片时，如忘记安装光源遮光盖，光源直射光电管，容易造成光电管失效。3、汞灯光源使用时，其外壳温度可达80摄氏度，打开和关闭遮光盖时，容易造成烫伤事故。4、滤光片和光阑配件较多，且外形一样，使用过程中需一再确认所取型号是否正确，实验过程中又需频繁更换，浪费时间。实用新型内容

[0003] 为减少换取过程中对滤光片的损坏及污染、减少光电效应实验仪光电管的损坏率，提高操作便捷性和安全性，本实用新型设计一种滤光片更换卡及光阑更换卡。

[0004] 本实用新型实现发明目的采用的技术方案是：光电效应实验仪滤光片更换卡和光阑更换卡，其特征是：滤光片更换卡由五种不同波长的滤光片镶嵌至硬质框架组成；各个滤光片都为矩形，各个滤光片长、宽、厚都相同，五个滤光片从上到下紧密排列在滤光片更换卡、即各个滤光片之间等间距排列，各个滤光片两侧竖直方向的中间各有一个限位球面凹槽，即限位球面凹槽之间距离相等，滤光片两侧的限位球面凹槽各自中心的连线垂直于滤光片侧边并平分滤光片竖直方向的表面；光阑更换卡由金属板制作而成，长方体金属板中线上打通4个直径大小不同的圆孔，并预留一个全遮光位置，各个圆孔圆心之间距离相等，即都等于滤光片在竖直方向的高度，光阑更换卡的各个光阑的侧竖直方向的中间各有一个限位球面凹槽，即有五对球面凹槽、限位球面凹槽之间竖直方向距离相等、即都等于滤光片在竖直方向的高度，光阑两侧球面凹槽中心的连线过光阑的圆心；滤光片卡槽和光阑卡槽固定在光电管所在的保护罩外侧，插入滤光片卡槽的滤光片更换卡与插入光阑卡槽的光阑更换卡相互平行，光电管几何中心与保护罩透光孔的几何中心的连线垂直于滤光片更换卡和光阑卡槽、并过光阑圆心和滤光片几何中心，滤光片卡槽的内部两侧有一对限位弹珠与滤光片的球面凹槽对应，光阑卡槽的内部两侧有一对限位弹珠与光阑的球面凹槽对应。

[0005] 硬质框架为铝合金或者硬质塑料。滤光片卡槽的其中一个侧面有一个矩形孔洞以便于读取滤光片更换卡的滤光片的波长；光阑卡槽的其中一个侧面有一个矩形孔洞以便于读取光阑更换卡的光阑的孔径数据；矩形孔洞的位置高于定位弹珠或者低于定位弹珠的位置，即矩形孔洞与定位弹珠相互错开。滤光片更换卡从上到下依次排列365nm、405nm、436nm、546nm、577nm共五种波长滤光片。光阑更换卡的从上到下依次排列1mm、2mm、4mm、8mm共四种直径的圆孔光阑。

[0006] 实验开始，首先插入滤光片更换卡和光阑更换卡至卡槽对应位置，再取下汞灯遮光盖，打开汞灯电源，实验过程中根据需要推拉滤光片更换卡和光阑更换卡，并记录数据。实验结束后，关闭汞灯电源，并盖上遮光盖，取下滤光片更换卡和光阑更换卡放于盒中保存。

[0007] 本实用新型的有益效果是：实验过程中只需插取一次卡片。简单易操作，避免了原实验仪器频繁换取滤光片和光阑造成的滤光片、光阑污染和意外跌落等问题；

[0008] 实验开始，取下光源遮光盖，实验结束后、关闭电源待汞灯冷却后装上光源遮光盖。实验过程中不需频繁换取遮光盖，避免了光源外壳温度过高引起的烫伤等事故；

[0009] 实验过程中，只要滤光片更换卡不取下，就不会发生光源直射光电管的现象，保护了光电管的使用寿命，避免了长时间强光直射引起的光电管失效；

[0010] 本实用新型设计简单美观、操作简便，便于生产和使用。附图说明

[0011] 图1滤光片更换卡正面图；图2是光阑更换卡正面图；图3是滤光片更换卡侧面图；图4是光阑更换卡侧面图；图5是滤光片更换卡和光阑更换卡的安装位置示意图；

[0012] 其中，1、滤光片更换卡；2、滤光片；3、光阑更换卡；4、光阑；5、光电管；6、滤光片卡槽；7、光阑卡槽；8、球面凹槽。

具体实施方式

[0013] 制作滤光片更换卡1。该卡片将不同波长的滤光片封装在一起，根据实验需要，本实用新型的滤光片更换卡1从上到下依次排列365nm、405nm、436nm、546nm、577nm共五种波长滤光片2，滤光片2大小和形状相同，镶嵌于滤光片更换卡1中，各滤光片2的两侧制作球面凹槽8（球面凹槽8位于滤光片2上或者滤光片更换卡1，优先布置在滤光片更换卡1、从而滤光片2在更换时滤光片2不会受力；布置在滤光片2上、更换滤光片2时定位弹珠的作用力也会传递到滤光片更换卡1、使滤光片更换卡1的一面紧贴滤光片卡槽6，即球面凹槽8布置位置不影响滤光片更换卡1的一面紧贴滤光片卡槽6）。滤光片2侧面印上各滤光片2的波长以便读数（区分各个滤光片2以及当前正在使用的滤光片2的波长）。

[0014] 制作光阑更换卡3，光阑更换卡3为长方体硬质薄板，光阑更换卡3表面均匀打孔、均匀打孔是指各个孔的圆心之间的间隔相等、都为h；各个孔都称为光阑4；滤光片更换卡1的相邻两个滤光片2之间的间隔也为h，滤光片2可以相互间紧密排列，此时的h就是长方形滤光片2的高度。根据实验需要，可将光阑4的孔径(直径)分别确定为1mm、2mm、4mm、8mm，并预留一个全遮光的位置（即光阑更换卡3下端有一个高度为h的未打孔部分），以便必要时进行遮光操作。光阑更换卡3侧面印上不同光阑孔径以便读数（区分各个光阑4以及当前正在使用的光阑4）。

[0015] 滤光片卡槽6和光阑卡槽7都安装在光电管5的铁盒透光孔洞的外侧，其位置正对光电管5是指滤光片卡槽6和光阑卡槽7所在平面的法线都垂直于光电管5的轴线、同时光电管5的几何中心、正在使用的滤光片2几何中心以及正在使用的光阑4的几何中心三点成一条直线且直线为滤光片卡槽6和光阑卡槽7的法线（这其中同时意味着滤光片卡槽6和光阑卡槽7的表面相互平行）。滤光片卡槽6两侧的卡槽的宽度等于或者略微大于滤光片更换卡1的厚度、略微大于是指大0.01-0.02mm，光阑卡槽7两侧的卡槽的宽度等于或者略微大于光阑更换卡3的厚度、略微大于是指大0.01-0.02mm，用于安装滤光片更换卡1和光阑更换卡3。滤光片卡槽6和光阑卡槽7两侧的竖直方向有定位弹珠，定位弹珠是一种现有技术：一个孔洞，孔洞的一端开口直径略微小于弹珠直径，使弹珠不会脱出、弹珠后面有一个弹簧、弹簧后面有一个螺钉密封孔洞的另一端，相应的滤光片更换卡1的每个滤光片2的竖直方向的正中间的两侧各有一个球面凹槽8、球面凹槽8的曲率半径大于等于弹珠的曲率半径，弹珠被弹簧顶进球面凹槽8实现定位、滤光片更换卡1侧面向下或者向上移动能够将弹珠推出球面凹槽8然后滑移到下一个球面凹槽8实现滤光片2的更换；相应的光阑更换卡3的每个光阑4的竖直方向的正中间的两侧各有一个球面凹槽8、球面凹槽8的曲率半径大于等于弹珠的曲率半径，弹珠被弹簧顶进球面凹槽8实现定位、光阑更换卡3侧面向下或者向上移动能够将弹珠推出球面凹槽8然后滑移到下一个球面凹槽8实现光阑4的更换。即球面凹槽8和定位弹珠之间的摩擦力支撑滤光片卡槽6和光阑卡槽7的重力（由于定位弹珠后方弹簧的作用，滤光片卡槽6的其中一面接触滤光片更换卡1和光阑卡槽7的其中一面接触接触光阑更换卡3，这也能够产生摩擦力）。

[0016] 滤光片卡槽6的其中一个侧面有一个矩形孔洞以便于读取滤光片更换卡1的滤光片2的波长；光阑卡槽7的其中一个侧面有一个矩形孔洞以便于读取光阑更换卡3的光阑4的孔径数据。矩形孔洞的位置高于定位弹珠或者低于定位弹珠的位置，即矩形孔洞与定位弹珠相互错开。

[0017] 滤光片更换卡1和光阑更换卡3的上下两端都制作成圆弧形（倒圆角），以便插取滤光片更换卡1和光阑更换卡3和减少尖角可能到来的戳伤使用者的风险。

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