专利名称：利用光电倍增管为民发电的制作方法
利用外光电效应制做光电倍增管，作为民用电的大胆设想，既节电能，又安全可靠。
一、原理当光照射到阴极k上时，使阴极上金属中的一些自由电子的能量增加，而逸出金属表面。电子在加速电势差为u＝VA-VK的电场中，受到指向阳极A的电场力，就向阳极A作定向运动。这样就形成了电流。这种物体因受到光的照射而有电子逸出的现象，叫做光电效应。由于光照而逸出的电子叫做光电子、光电子的定向运动所形成的电流叫光电流。
二、实验规律1、饱和光电流和入射光的强度成正比。
2、光电子的初动能和入射光的频率成线性关系，和入射光的强度无关。
3、各种金属产生光电效应有一定的截止频率。
4、光电效应的产生具有瞬时性。
三、光电效应与经典理论有矛盾，下面有些公式是用光子假设的学说计算。
四、设计计算1、紫外线的频率ν＝3×1016HZ，波长入＝103
(埃)＝10-7m可见光ν＝3×1015HZ，入＝103.5
。
2、太阳、阴天、雪平均的日照度E＝7.7947×104勒克司＝7.7947辐脱，阴天103勒克司E＝ (F)/(S) F照射在物体上的光通量(流明)，S阴极k的面积0.43cm2E照度(辐脱)，F＝E·S＝7.7947(辐脱)×0.43cm2＝3.3517流明。
3、材料的选择根据光电效应的第三条规律＜截止频率，就不会产生光电效应。所以采用铯金属。ν.＝4.545×1014S-1。则采用银氧铯作阴极k的材料。
4、ε＝hν＝6.626×10-34j·S×3×1016Hz＝19.878×10-18j光子动量P1＝mc＝2.209×10-34kg×3×108mS-1＝6.627×10-26kg·m·S-1光子质量ml＝ (ε)/(C2) ＝ (hν)/(C2) ＝6.626×10-34jS×3×1016S-1/(3×108)2m2/S2＝2.209×10-34kg5、用光子假设的观点介释，得爱因斯坦方程hν＝A+ 1/2 mV2A＝ν.h＝4.545×1014S-1×6.626×10-34j·S＝30.115×10-20jV＝2hm(cλ- ν·)=2× 6.63 × 10-34j · s2.209 × 10-34k g(10-7× 3 × 1016m·S-110-7m-4.545 × 1014S-1)=13.26 × 10-34× 295.455 × 10142.209 × 10-34=1773.53 × 1014]]>＝42.11×107m·S-1＝V，介释了第二条规律，电子的初动能和入射光频率的增加成线性关系，和光强无关，和光子数无关。
6、按光电效应的第三条规律，当入射光子的能量hν＜电子的逸出功A时，电子就不能从金属中逸出，即光电效应具有一定的截止频率ν.＝A/h7、可见光的ν＝3×1015Hz＞ν.＝4.545×1014Hz A＝eu，
u0＝A/e＝4.545×1014HZ×6.626×10-34j·S/1.602×10-19库1ua1＝ 1/2 mV2/e＝ 1/2 ×2.209×10-34×42.112×1014/1.6×10-19＝122.257-遏止电势u0＝1.8798eV→逸出电势，则CS逸出功2.00eV，入CS＝6.20×10-7m8、一个电子吸收一个光子所获得的能量ε＝hν(1)ε＝6.626×10-34j·S×3×1016HZ＝19.878×10-18j(2)以阴天计算，照度103勒克司亮度103尼特1尼特＝π流明/m2＝10-4，坎德拉/cm2＝π×10-4流明/cm21坎德拉/cm2＝π流明/cm2，103尼特＝0.314流明/cm2-阴天(3)面积S＝0.43cm2(4)因为采用的是Sb-CS金属，光谱范围3500-7000
灵敏度～40微安/流明～60微安/流明，峰值波长4400
，典型辐射灵敏度48.2毫安/瓦，典型量子效率14，典型阴极暗发射(于25℃)×3×10-15安/cm2支承玻璃7052，入射方式(透)，聚焦型最大值110微安/流明。
(5)0.314流明/cm2×0.43cm2＝0.135流明(6)60×10-2安/流明×0.135流明＝8.1×10-2安-初极9、光电倍增管(1)极数n＝2 放大倍数M＝42＝16并联联接聚焦型(2)初极电子数ne量子效率Y＝1.239×10-4(E(λ))/(λ) ×100%(3)初极光子数n1＝8.1×10-2库/S/1.6×10-19库＝5.063×1017个/S若按最大值计算n1＝14.85×10-2库/S/1.6×10-19库＝9.28×1017个/S
按平均数n1＝(5.063+9.28)×1017/2个/S＝7.1715×1017个/S阴极电子数nel×量子效率＝7.1715×1017个/S×14＝100.4×1017个/S阳极电子数nel＝100.4×1017个/S×42＝1606.4×1017个/S(4)阳极光电子产生的能量nel.εε＝hν＝6.626×10-34j·S×3×1016HZε＝19.878×10-18jnel·ε＝19.878×10-18j×1606.4×1017个/S＝3193.2j/S(5)换算9.81j＝2.723×10-6kW·h·lj＝1kW·S(3193.2 i /s × 10 × 3600 s × 2.723 × 10-6kw·h)/(9.81 i) ＝31908.56×10-3kW·h＝31.9kW·h＝И-从能量角度计算(6)从电流角度计算8.1×10-2安×16×35V×10h＝45.36kW·h，还要减去电流损耗10、按每天工作10h计算，И＝31.9KW·h》每天实际用量11、电压先定为35V，经逆运算定出CS的面积S＝0.43cm2五、光电倍增管的外壳设计，即采光面的设计原则占用尽可能小的空间从而达到尽可能大的采光面。
除去底面，共有五个面1、正方体V≡C V＝X3S＝5X2X＝v3]]>S＝5V23]]>S′＝10X S″＝10＞02、长方体V≡C V＝x2y S＝X2+4xy y＝ (V)/(X2) 代入SS＝X2+ 4X (V)/(X2) S′＝2X - (8V)/(X2) (令)/() 0 2X3-8V＝0 X＝4V3]]>
得驻点X＝
又∵S″= 2 + (24V)/(X3)S ″= (4V3) = 2 +24V(4V3)3= 8 ＞0]]>有极小值S=16V23+4 V4V3= 22 V23+4 V4V3]]>3、园柱体V≡C S＝πr2+2πrh h＝ (V)/(πr2) 代入S V＝πr2hS＝πr2+2πr· (V)/(πr2) =πr2+ (2 V)/(r) S′= 2πr- (4 V)/(r2) (令)/() 0 2πr3-4V =0r3＝ (4V)/(2π) ＝ (2V)/(π) ，r=2 Vπ3]]>S″＝ (12V)/(r3) 将驻点r=2 Vπ3]]>代入S″S″＝2π+12V (π)/(2V) ＝2π+6π＝8π＞0有极小值S=πr2+2Vr=π4V2π23+2Vπ2V3]]>4、比较5V23<22V23+4V4V3>π4V2π232Vπ2V3]]>5、选择外壳玻璃罩为长方体形，四周棱角用园弧平滑连接，顶面也用园弧平滑连接，并抽成真空。
与已有技术相比的优点或积极效果1.光电倍增管产生的电流，属直流，比交流与较好的运行性能，而且便于控制，比交流安全得多。
2.极数是由35V电压粗算出的，35V＜36V安全3.阴极k上的ν0》200HZ ν＞ν0安全4.进行维护前，应当注意放电5.没有机械磨损，没有老化6.不消耗能量，直接把光能转变成电能，成本低廉，还可推广应用于工农业。
7、不受自然灾害影响，若地震时，随时可用来照明、通话、起动水闸等。
8.节能价值可观，而且又安全。
图1是外光电效应原理2是正方体形灯泡3是较好的长方形灯泡4是园柱体形灯泡5是光电倍增管工作原理图
权利要求
1.本发明是利用外光电效应，研制光电倍增管来发电，是自由电子激光，属于物理发电。
2.权利要求1中所得功率N要满足各种规格的最大用电量。
3.极数n和阴极面积SK以及排列，要满足功率N的要求。
4.电压限制在36V内。
5.阴极材料用银氧绝片。
6.是真空管。
7.是由光产生电，而不是由电产生光。
全文摘要
该发明是利用日光照射在阴极K上，逸出自由电子，电子在加速电势差为V
文档编号H01J40/00GK1040286SQ88100869
公开日1990年3月7日 申请日期1988年2月12日 优先权日1988年2月12日
发明者赏宝荣 申请人:赏宝荣