任务导图；

任务描述：

    公路上的危险地段通常都安置有标志，但这种标志在夜间往往并不醒目。本任务设计的公路夜间电子路标能够在夜间当汽车驾驶靠近时发出红绿二色闪光，且点亮交通标志灯箱，提醒司机谨慎驾驶。

                       学习

                       目标

1.熟悉光电开关的工作原理、常用专业术语；

2.掌握光电器件的特性；

3.掌握光电器件电路的制作方法。

1.会制作光电亮通和暗通控制电路；

2.会使用光电接近开关测量物体位置。

1.养学生的创新精神与实践能力；

2.进学生个性发展，培养学生分析问题与解决问题的能力；

3.养学生的团队合作精神；

任务重点：

光电效应(光电导效应、光伏效应和光电发射效应)与光电器件的原理和结构。

任务难点：

(1)什么叫内光电效应、外光电效应、光生伏特效应?

(2)试述用光敏电阻检测光的原理

(3)简述光电二极管和光电晶体管、光电池的结构特点和工作原理。

(4)当光源波长为0.8-0. 9μm时,宜采用哪几种光电器件做测量元件。

教学方法：

演示操作方法、分组讨论法。

教学手段：

播放多媒体资源手段、现场指导。

英语词汇：

光电效应（photoelectric effect）、光电传感器（photoelectric sensor）、 光谱（spectrum）、光电管（phototube）

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多媒体资源区

1. PPT

2. 视频

项目7-31公路夜间电子路标任务描述

项目7-32外光电效应

项目7-33内光电效应

项目7-34特性和参数

项目7-35光电倍增管

项目7-36光敏电阻

项目7-37光敏管

项目7-38光电池

项目7-39光电传感器

项目7-40公路夜间电子路标任务实施

项目7-41火焰探测报警器

项目7-42光电式纬线探测器

项目7-43燃气器具的点火控制

3. 动画

1、什么是内光电效应?什么是外光电效应?说明其工作原理并指出相应的典型光电器件。

2、提高光电倍增管放大倍数的正确方法是什么?为什么不用增加倍增|光电倍增管的放大倍数?

3、光电倍增管产生暗电流的原因是什么?如何减小或消除暗电流？

4、某光电传感器控制电路如图7- 39所示，试分析电路工作盾理。

(1) GP-IS01是什么器件，内部由哪两种器件组成?

(2)当用物体遮挡光路时，发光极管 LED有什么变化？VD板管的量大额定电

(3) R1是什么电阻，在电路中起到什么作用？如果VD二极管的最大额定电流为60mA, R1应该如何选择? 

(4)如果GP-1S01 中的VD二极管反向连接，电路状态如何？晶体管VT、LED如何变化？

1、答：当用光照射物体时，物体受到一连串具有能量的光子的轰击，于是物体材料中的电子吸收光子能量而发生相应的电效应（如电阻率变化、发射电子或产生电动势等）。这种现象称为光电效应。

1）当光线照在物体上,使物体的电导率发生变化，或产生光生电动势的现象叫做内光电效应，内光电效应又分为光电导效应和光生伏特效应。入射光强改变物质导电率的物理现象称光电导效应，典型的光电器件有光敏电阻；光照时物体中能产生一定方向电动势的现象叫光生伏特效应，光电池、光敏晶体管。

2）在光线作用下，物体内的电子逸出物体表面向外发射的现象称为外光电效应，典型的光电器件有光电管、光电倍增管。

2、答：提高光电倍增管放大倍数的正确方法是在光电倍增管的外部加一个磁屏蔽筒，减少外部磁场对光电倍增管工作的影响。从而提高光电倍增管的灵敏度，减小噪音。增加电子光学系统提高电子收集率，减小度越时间；

光电倍增管的放大倍数和阳极输出电流随所加电压的kn次方指数变化。增加倍增级数的方法，使管的体积增大，并使阳极电压提高，暗电流增大；材料的二次发射系数随一次电子的能量达到一定值之后反而会减小。

3、答：倍增管产生暗电流的原因有：光电阴极和倍增电极的热电子发射；阴极与其它各电极之间的漏电流；产生漏电流的原因有二：一是多余的铯原子沉积于各电极之间，导致绝缘电阻下降；二是管基受潮，使玻璃内硅酸盐水解形成电解液，导致绝缘电阻下降，离子反馈和光反馈，场致发射。

减小倍增管的暗电流的方法是：尽量减小光电阴极与倍增电极的热电子发射；消除管内多余的铯原子和保持管壳干燥；将管内抽成真空，清除离子反馈和光反馈；将管内电极边缘转弯、尖角修圆，减小场致发射。

4、答：（1）GP—IS01是光电开关器件，内部由发光二极管和光敏晶体管组（2）当用物体遮挡光路时，Vg无光电流VT截止，发光二极管LED不发光；（3）R1是限流电阻，在电路中可起到保护发光二极管VD的作用；如果VD二极管的最大额定电流为60mA，选择电阻大于R1 =（12V-0.7）/0.6 = 18.8Ω。（4）如果GP—IS01中的VD二极管反向连接，Vg无光电流VT截止，发光二极管LED不发光；电路无状态变化