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极紫外光电效应电荷驱动仿真与试验验证

空间科学学报 2024年第2期44卷 368-378页

作者：王子栋周斌中国科学院国家空间科学中心空间天气学国家重点实验室北京100190 中国科学院国家空间科学中心太阳活动与空间天气重点实验室北京100190 中国科学院大学北京100049

惯性传感器中的检验质量是精密引力测量系统中的核心,其表面会因为宇宙高能粒子持续注入而积累电荷,在惯性传感器内部电磁场作用下产生杂散噪声,影响精密引力测量结果.根据光电效应原理,用UV LED产生极紫外光照射惯性传感器的电极与检... 详细信息

惯性传感器中的检验质量是精密引力测量系统中的核心,其表面会因为宇宙高能粒子持续注入而积累电荷,在惯性传感器内部电磁场作用下产生杂散噪声,影响精密引力测量结果.根据光电效应原理,用UV LED产生极紫外光照射惯性传感器的电极与检验质量表面,并在电极间施加适当电场,就可以在不引入外力作用且无接触条件下改变检验质量的电荷量.本文基于平行板电容器的简化电极模型,对极紫外电荷驱动过程进行了理论建模仿真.在此基础上设计和构建了一套电荷驱动验证试验系统,针对光功率、偏置电压对充放电速率的影响和交流电荷驱动进行试验.试验证明电荷充放电速率与极紫外光功率成正比,其量子产率随极板间电场强度变化.最终可实现稳定控制检验质量电荷放电速率在0.31~0.76 pC⋅s^(–1),检验质量电荷充电速率在–0.05~–0.17 pC⋅s^(–1).分析提出的检验质量电荷充放电速率理论模型与地面试验结果一致,可以有力支撑电荷管理控制系统的研制.

关键词：极紫外光电荷驱动光电效应建模仿真

2023年江苏省优质课评比创新点赏析——以“光电效应”教学为例

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物理教学 2024年第6期46卷 19-21,62页

作者：徐超南京市教学研究室江苏210001

“光电效应”是一节概念理解课,也是规律探究课,精心设计的教学实验能让学生经历科学探究,培养学生的思维,提升创新能力。文章介绍了在准备这样的课程中所做的教学实验、教学思路、学生活动以及教学语言方面的创新工作,以使教学更好地... 详细信息

“光电效应”是一节概念理解课,也是规律探究课,精心设计的教学实验能让学生经历科学探究,培养学生的思维,提升创新能力。文章介绍了在准备这样的课程中所做的教学实验、教学思路、学生活动以及教学语言方面的创新工作,以使教学更好地符合学生学习规律,培养学生的学科素养。

关键词：光电效应教学创新自制教具

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光电效应对半导体应变片内载流子的影响

工程机械 2024年第1期55卷 18-22+6页

作者：刘晓东张朦丹刘琳琳孙航同济大学机械与能源工程学院

在使用半导体应变片式高灵敏度力传感器过程中发现，光照条件下传感器输出结果存在明显的漂移现象，且在光强发生改变时，传感器的输出电压会发生大幅度的跳动，需要一段时间才能平衡。输出电压与导电性能有关，取决于半导体应变片内载... 详细信息

在使用半导体应变片式高灵敏度力传感器过程中发现，光照条件下传感器输出结果存在明显的漂移现象，且在光强发生改变时，传感器的输出电压会发生大幅度的跳动，需要一段时间才能平衡。输出电压与导电性能有关，取决于半导体应变片内载流子的变化，针对此问题，采用不同强度激光照射传感器半导体应变片的试验方法，研究光电效应对半导体应变片内载流子的影响，并探究最终输出电压平衡问题。研究结果发现，在一定光照下，输出电压平衡时间最快为2.2 s。试验结果有望推动光电调零的应用。

关键词：半导体应变片光电效应载流子电桥平衡

新工科背景下大中物理有效衔接教学探讨--以光电效应为例

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科教导刊 2024年第12期 113-115页

作者：吴杰蒋逢春程学瑞郑州轻工业大学电子信息学院河南郑州450001

大学物理课程作为高校理工专业学生的重要基础课程,在培养具有科学素养、探索精神和创新能力的高素质复合型人才方面具有重要作用。中学物理给学生学习大学物理奠定了坚实的理论基础,但两者教学方法和学习方法不同,给大学物理的学习带... 详细信息

大学物理课程作为高校理工专业学生的重要基础课程,在培养具有科学素养、探索精神和创新能力的高素质复合型人才方面具有重要作用。中学物理给学生学习大学物理奠定了坚实的理论基础,但两者教学方法和学习方法不同,给大学物理的学习带来一定的困难。文章以光电效应为例,在教学内容上进行拓展和挖掘,避免讲解重复内容从而提高学生学习兴趣;同时还要从教学及考核方式上进行改革,转变学生的学习和思维习惯,从而实现大中物理教学的有效衔接。

关键词：新工科大学物理中学物理光电效应

基于NI myDAQ数据采集器的光电效应实验系统

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大学物理 2024年第5期43卷 29-32页

作者：廖德驹冯饶慧崔新图沈韩黄臻成方奕忠庞晓宁中山大学物理学院物理国家级实验教学示范中心广东广州510275

本文采用通用设备构建物理实验教学系统,可提升设备使用自由度,突出实验测量背后的物理原理,帮助学生以科研思维做教学实验,提高人才培养质量.本文设计了一种基于LabVIEW软件平台使用fA级高精度静电计跨阻放大器检测光电流、以NI myDAQ... 详细信息

本文采用通用设备构建物理实验教学系统,可提升设备使用自由度,突出实验测量背后的物理原理,帮助学生以科研思维做教学实验,提高人才培养质量.本文设计了一种基于LabVIEW软件平台使用fA级高精度静电计跨阻放大器检测光电流、以NI myDAQ采集数据的光电效应实验系统.利用本系统,可完整、定量、实时记录并直观显示光电流I_(KA)随阳极电压U_(KA)的变化规律,同页面显示多条不同参数的I_(KA)-U_(KA)特性曲线,测定不同谱线(频率v)的截止电压U_(0).由数据分析模块直接得到U_(0)-v拟合曲线与其关系式以及普朗克常量h.用该系统测量得h=(6.63±0.28)×10^(-34)J·s,与公认值h_(0)=6.62606896×10^(-34)J·s对比,相对误差为0.40%.结果表明,本系统测量结果和普朗克常量公认值吻合.

关键词：光电效应普朗克常量 NI_myDAQ LabVIEW

基于Unity3D的光电效应虚拟仿真实验平台设计与开发

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大学物理实验 2024年第2期37卷 93-99页

作者：周永军王凯孙伟伦林笑妍陶悦沈阳航空航天大学理学院辽宁沈阳110136 沈阳航空航天大学航空宇航学院辽宁沈阳110136

随着虚拟仿真实验教学进入2.0阶段,对虚拟仿真实验平台的开发提出了更高要求,光电效应实验具有专业性强、知识学习与科研探索相衔接的特点,对创新型人才培养具有重要意义,本文应用Unity3D软件完成光电效应虚拟仿真实验的开发,在Visual S... 详细信息

随着虚拟仿真实验教学进入2.0阶段,对虚拟仿真实验平台的开发提出了更高要求,光电效应实验具有专业性强、知识学习与科研探索相衔接的特点,对创新型人才培养具有重要意义,本文应用Unity3D软件完成光电效应虚拟仿真实验的开发,在Visual Studio开发工具集中完成C#脚本语言的撰写和驱动,借助可视化学习分析实现实验数据分布规律表征,呈现清晰直观的物理量关联关系,实现泛平台泛终端光电效应虚拟仿真实验平台开发,深入物理空间与虚拟空间融合,推动创新型人才培养由信息化向数字化转变。

关键词：光电效应虚拟仿真可视化 Unity3D

浅谈借助传感器实验对新型教学模式的探索——以光电效应相关实验为例

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考试周刊 2024年第17期 120-123页

作者：罗亚菲骆兴高朱兴旺浙江省杭州第十四中学

光电效应的实验现象是证明光具有粒子性的关键证据，传统实验光电效应现象比较明显，但光电流与电压的关系图像、遏止电压与入射光频率关系图像难得出，导致遏止电压、截止频率、逸出功等抽象概念较难理解。文章使用电流、电压传感器，... 详细信息

光电效应的实验现象是证明光具有粒子性的关键证据，传统实验光电效应现象比较明显，但光电流与电压的关系图像、遏止电压与入射光频率关系图像难得出，导致遏止电压、截止频率、逸出功等抽象概念较难理解。文章使用电流、电压传感器，实验可以直接显示出光电流动态变化规律，课堂内可以直接得出光电流与电压的关系图像，课堂外还可以借助更加精密的仪器以小组探究的形式进一步研究遏止电压与入射光频率的线性关系。

关键词：光电效应传感器实验科学探究