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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。
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。