發(fā)光二極管在電學實驗中的應用五例

發(fā)光二極管發(fā)明于20世紀60年代，它管具有單向導電、低能耗等特點，在家用電器、各種儀表等方面的應用十分廣泛，如果應用它做中學電學實驗，非常方便，效果很好。

1 做電磁振蕩的演示實驗

實驗過程 如圖1所示，電路中選用200μF的金屬紙介電容器，L用大電感量（在500Hz以上）的線圈，兩只高亮度的發(fā)光顏色不同的發(fā)光二極管（一只用發(fā)紅光的，另一只用發(fā)綠光的），連接好電路。閉合開關S后，觀察。

實驗現(xiàn)象 觀察到紅、綠兩只二極管依次交替發(fā)光的現(xiàn)象。

實驗原理 說明LC振蕩電路中振蕩電流的存在。

2 做楞次定律的探究實驗

實驗過程 選用螺線管、導線、開關、條形磁鐵和兩只高亮度的發(fā)光顏色不同（可用紅、綠色）的發(fā)光二極管，連接好電路(圖2)。閉合開關，將條形磁鐵插入螺線管中，觀察。再將條形磁鐵從螺線管中拉出，對比觀察。

實驗現(xiàn)象 當條形磁鐵插入或拉出螺線管時，總會有一個發(fā)光二極管亮、一個發(fā)光二極管不亮的現(xiàn)象。現(xiàn)象如下表：

實驗原理 說明當穿過閉合線圈的磁通量發(fā)生變化，線圈中會有電流產生，且感應電流的磁場與引起感應電流的磁通量的變化有關（即楞次定律）。

3 做交流電產生的演示實驗

實驗過程 將兩只發(fā)光顏色不同（紅、綠色）的發(fā)光二極管并聯(lián)，接在單相交流發(fā)電機的兩個接線柱上。用手快速搖動發(fā)電機的手柄，觀察。

實驗現(xiàn)象 兩只紅綠二極管交替發(fā)光，且一閃一閃的。

實驗原理 說明單相交流發(fā)電機產生了方向隨時間變化的電流。

4 做溫度影響電阻率的演示實驗

實驗過程 如圖3所示，將發(fā)光二極管（高亮度的）、鎢絲、開關和電池用導線連成電路。閉合開關，用酒精燈焰燒鎢絲，觀察。過一會后，再移走酒精燈，觀察。

實驗現(xiàn)象 用酒精燈焰燒鎢絲，觀察到發(fā)光二極管的亮度越來越暗，直至熄滅。過一會移走酒精燈后，又觀察到發(fā)光二極管的亮度越來越亮，直至正常。

實驗原理 金屬導體的電阻率隨溫度的升高而增大，電流減小，發(fā)光二極管的亮度變暗。

5 做斷電自感的演示實驗

實驗過程 如圖4所示，選用大電感量（在500Hz以上）的線圈L、兩只高亮度的發(fā)光顏色不同（紅、綠色）的發(fā)光二極管、小電珠、直流電源和開關連接好電路。閉合開關S的瞬間，觀察。當電路穩(wěn)定后，再斷開開關觀察。

實驗現(xiàn)象 閉合開關S的瞬間，只觀察綠光二極管發(fā)光，當電路穩(wěn)定后，再斷開開關S，觀察到綠光二極管熄滅，而紅光二極管瞬間導通閃亮了一下。

實驗原理 當開關S斷開時，線圈L出現(xiàn)斷電自感現(xiàn)象，結果延長了線圈中通電時間，其電流通過小電珠與穩(wěn)定時的電流方向相反。

(欄目編輯王柏廬)