根据教材的要求,第一个实验应当用便携袖珍式照度表,选派学生到教室内不同位置去测量;后两个实验应当面对全体学生,进行演示实验,用大型演示照度表来测量。
由于是新内容,没有这方面的教学仪器,我们试制了教学照度表。经过两年多的实验教学检验,证明切实可行。
一、照度表的原理
图1是教学照度表的电路原理图。其中D为感光电池,R2为470的可变电阻,μA是一个普通的万用表表头,K为单刀双掷开关,起切换电路的作用;J3,J4是接线插孔(可用接线柱替代),可外接演示电流表进行演示实验。
其原理是,当感光电池受到光照时,在两极产生电动势。由于感光电池跟R1电流表和切换开关组成一个闭合回路,电流表中就有电流通过。电流的大小跟感光电池接受的光照强度(即照度)成正比。为了满足测量教室内各处照度的要求,我们把电流表的表头板面改为量程为3000Lx的照度板面。调节R1的阻值,可使表头的指示数值跟光电池表面的照度吻合。演示照度表就是一个演示电表,借用演示电表的G档,只要给演示电表增加一个照度表的板面即可。根据演示实验的需要,我们把演示照度表的量程定为2000Lx调节R2,可使演示照度表的灵敏度跟袖珍照度表的灵敏度一致。也就是说,由于R2可调节,各种不同型号的演示电流表都可与袖珍照度表配套使用,进行演示实验。
二、照度表的制作
图2是便携袖珍式照度表的外形图,跟J0411型学生万用表的形状大小很相似。表头置于表面的上部,中部开一个直径略小于光电池的圆孔,用来设置感光电池。为了保护光电池,在圆孔的上面加罩一块有机玻璃片。表面的下部设置R2的旋钮、外接演示电表的两个接线孔及电路切换开关。外壳用白色有机板和黑色有机板为原料,用钩刀切割,用三氯甲烷做溶剂粘合(用小号针头的注射器吸取溶剂进行粘合操作)。另外,为了保护光电池,使之在不用时避免光照,袖珍式照度表要加盖,并且使整个外壳表面成黑色。
三、照度表的教学使用
(1)一由于在制作袖珍式照度表时已将R1调节好,并封装在壳内,所以只要把切换开关拨向J1,即可作为一个便携式照度表单独使用。
(2)做演示实验时,需要一个40W~60W的白炽灯做光源。用导线将袖珍照度表和演示电流表连接好。先把K切换至J1位置,用袖珍照度表测出感光电池表面的照度(不同移动袖珍表),然后把K切换到J2位置,调节R2,使演示电表的照度板面的示数跟切换电路前袖珍照度表的示数相等。此时,感光电池跟小表头断开,而跟演示电流表的G档接通。演示照度表的灵敏度与小表的灵敏度是一样的,故而可以进行演示实验了。
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