發(fā)光二極管在電學(xué)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用五例

發(fā)光二極管發(fā)明于20世紀(jì)60年代，它管具有單向?qū)щ姟⒌湍芎牡忍攸c(diǎn)，在家用電器、各種儀表等方面的應(yīng)用十分廣泛，如果應(yīng)用它做中學(xué)電學(xué)實(shí)驗(yàn)，非常方便，效果很好。

1 做電磁振蕩的演示實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)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(guān)S后，觀察。

實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)過程 選用螺線管、導(dǎo)線、開關(guān)、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(guān)，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(duì)比觀察。

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 當(dāng)條形磁鐵插入或拉出螺線管時(shí)，總會(huì)有一個(gè)發(fā)光二極管亮、一個(gè)發(fā)光二極管不亮的現(xiàn)象。現(xiàn)象如下表：

實(shí)驗(yàn)原理 說明當(dāng)穿過閉合線圈的磁通量發(fā)生變化，線圈中會(huì)有電流產(chǎn)生，且感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與引起感應(yīng)電流的磁通量的變化有關(guān)（即楞次定律）。

3 做交流電產(chǎn)生的演示實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)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(jī)的兩個(gè)接線柱上。用手快速搖動(dòng)發(fā)電機(jī)的手柄，觀察。

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 兩只紅綠二極管交替發(fā)光，且一閃一閃的。

實(shí)驗(yàn)原理 說明單相交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生了方向隨時(shí)間變化的電流。

4 做溫度影響電阻率的演示實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)過程 如圖3所示，將發(fā)光二極管（高亮度的）、鎢絲、開關(guān)和電池用導(dǎo)線連成電路。閉合開關(guān)，用酒精燈焰燒鎢絲，觀察。過一會(huì)后，再移走酒精燈，觀察。

實(shí)驗(yàn)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(huì)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(shí)驗(yàn)原理 金屬導(dǎo)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(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)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(guān)連接好電路。閉合開關(guān)S的瞬間，觀察。當(dāng)電路穩(wěn)定后，再斷開開關(guān)觀察。

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 閉合開關(guān)S的瞬間，只觀察綠光二極管發(fā)光，當(dāng)電路穩(wěn)定后，再斷開開關(guān)S，觀察到綠光二極管熄滅，而紅光二極管瞬間導(dǎo)通閃亮了一下。

實(shí)驗(yàn)原理 當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí)，線圈L出現(xiàn)斷電自感現(xiàn)象，結(jié)果延長了線圈中通電時(shí)間，其電流通過小電珠與穩(wěn)定時(shí)的電流方向相反。

(欄目編輯王柏廬)