在遮光法闪光照相实验中,同步控制的作用是使相机在第一次曝光时小球正好开始下落,从 而在照片上得到完整的小球在各个状态的像。因此,同步控制的实现是实验成功的关键。
传统的同步控制的方法有两种。
(1)在转盘上固定一个根小棒,当转盘的窗口转到正对相机镜头时,小棒正好把控制电磁铁
的碰撞开关撞开,电磁铁断电,失去磁性,小球下落。
(2)在导电的遮光盘的外表贴一条薄纸,用两根磷铜丝轻轻压在盘面上作为电磁铁电路的通
断开关,当曝光窗口转到正对照相机镜头时,其中一根磷铜丝因压在薄纸上而与盘面绝缘,
电磁铁断电,小球下落。
以上两种方法属于机械同步控制,存在如下不足。
(1)小棒撞开开关和金属转盘与磷铜丝的机械接触,均存在阻力,影响转盘的转速。
(2)金属转盘与磷铜丝易产生接触不良的故障。
针对以上问题,笔者对机械同步控制进行了改进,即用光电同步控制代替机械同步控制,实
现了对相机快门和小球下落的精确同步光电控制。
电路如图1所示。图中H是照相机”快门“开关;5GLB为光电门的发射管,接+12 V直流电源
;3DU5B为光电门接收管;74LS00为与非门集成电路,其输出Y=A?B;G是双向
可控硅,当其控制端输人高电平时导通;K为继电器J的常闭触点,与220 V交流电相接,使
电磁铁线圈电路经K接通,以便实验前将小球吸在电磁铁上;可控硅G触发导通时,
继电器J动作使K断开,电磁铁电路断电,小球下落。可控硅是否导通受74LS00的控制,当74
LS00输出端Y为高电平时,可控硅触发导通。
调节转盘上小孔的位置,使转盘上的曝光窗口对准相机镜头时,小孔恰在光电门之间。按下
相机快门H,转盘转动时,若曝光窗口与相机镜头对不准,则小孔与光电门也对不准,所以
光电接收管3DU5B不会导通,其相当于一个无穷大的电阻。此电阻与R2分压,使集成块
74
LS00输入端B的电位约为+5V,为高电平,74LS00的输入端A接+5V,也为高电平,由与非门的
逻辑运算关系,其输出端Y为低电平,可控硅不能触发,继电器J不动作,电磁铁不断电,小
球不下落。
随着盘的转动,曝光窗口与相机镜头对准,小孔也转到了光电门之间,光电接收管受到发射
管的照射而导通,电阻降至4 k,此电阻与R2分压,使74LS00的B端电位约为0。06 V
,是低
电平,而A端为高电平,由与非门的逻辑运算关系,其输出端Y为高电平,故可控硅触发导通
,继电器J动作使K断开,电磁铁电路断电,小球下落,开始拍照。整个过程中,使用电子开
关控制小球的下落,大大提高了系统的同步性能。
以上对闪光照相实验的改进简单易行,所需要的元器件在实验室中也是很常见的,因此,它
具有较高的实用性。