光电效应_1(nh5.3.10)_东北大学_大学物理实验报告.doc

大学物理实验报告实验名称：光电效应实验学院： 专业： 班级：学号：姓名： 电话：实验日期： 年 月 日第 周 星期 第 节实验室房间号：实验组号：成绩指导教师批阅日期 年 月 日1. 实验目的：研究光电管的伏安特性及光电特性比较不同频率光强的伏安特性曲线和遏止电压了解光电效应的规律，加深对光的量子性的理解验证爱因斯坦方程，并测定普朗克常量h2. 实验器材：名称编号型号精度光电效应实验仪汞灯导轨滤波片PASCO数据采集软件3. 实验原理（请用自己的语言简明扼要地叙述，注意原理图需要画出，测试公式需要写明）光电效应的实验示意图如图所示，无光照射阴极时，由于阳极和阴极是断路的，所以G中无电流通过.用光照射阴极时，由于阴极释放出电子而形成阴极光电流(简称阴极电流).加速电压Ux越大，阴极电流越大，当U增加到一定数值后，阴极电流不再增大而达到某一饱和值IH，IH的大小和照射光的强度成正比。加速电位差U变为负值时，阴极电流会迅速减少，当加速电压Uxs负到一定数值时，阴极电流变为0，与此对应的电压称为遏止电压.这一电压用Ua来表示. Ua的大小与光的强度无关，而是随着照射光的频率的增大而增大. 4. 实验内容与步骤 1.测量遏止电压和伏安特性曲线(1)测量前准备：按要求连接导线，盖上遮光罩，调整汞灯与光电管的距离为300-350mm，打开电源开关，汞灯和电源预热20min，设置电压输出选择按钮为-20V.设置电流幅度开关量程为10-13A.按下电流信号选择按钮处于“CALIBRATION”校准状态，调节电流调零旋钮使电流表，显示为“0”，再按一下信号选择按钮使其处于“MEASURE”测量状态(2)测量普朗克常量用手将光电暗盒前面的转盘轻轻拉出，即脱离定位销，把4mm的光阑对准上面的白色刻线，使定位销复位.再把装滤色片的转盘放在挡光位，即指示“0”对准上面的白点，在此状态下测量光电管的暗电流，然后把365nm的滤色片转到通光口，此时把电压表显示的Ua值调节为-1.990V，打开秉灯遮光盖，电流表显示对应的电流值应为负值.调节电压旋钮，逐步升高工作电压(即使负电压绝对值减小)，当电压到达某一数值，光电管输出电流为零时，记录对应的工作电压Us，该电压即为365nm单色光的遏止电压.然后按顺序依次换上405nm，436nm，546nm，577nm的滤色片，重复以上测量步骤.2.测量伏安特性曲线此时，将电压输出选择按钮按下，电压调节范围转变为：-2+30V，电流幅度选择开关应转换至10-10A挡，并重新调零，其余操作步骤与“测量遏止电压”类似，不过此时要把每一个工作电压和对应的电流值加以记录，以便画出伏安特性曲线，并对该特性进行研究分析(1)观察在同一光阑、同一距离条件下5条伏安饱和特性曲线，记录所测Ux及I的数据，在坐标纸上作出对应于以上波长及光强的伏安特性曲线.(2)观察同一距离、不同光阑(不同光通量)、某条谱线(如365nm)的伏安特性曲线.测量并记录对同一谱线、同一入射距离，而光阑分别为2mm，4mm，8mm时对应的电流值，验证光电管的饱和光电流与入射光强成正比.(3)观察同一光阑下、不同距离(不同光强)、某条谱线(如365nm)的伏安特性曲线在U为30V时，测量并记录对同一谱线、同一光阐时，光电管与入射光在不同距离，如250mm，300mm，350mm等对应的电流值，同样可以验证光电管的饱和电流与入射光强成正比.5. 实验记录（注意：单位、有效数字、列表）请粘贴“原始数据模板”照片（有教师盖章）6. 数据处理及误差分析7. 思考题及实验小结1，关键在于获得单色光、测得光电管的伏安特性曲线和确定遏止电位差值。选择适宜的遏止电压，首先在不接输入信号的状态下对微电流测量装置调零。以365nm为例，把365nm的滤色片转到窗口（通光口），此时把电压表显示的Uak值调节为-1.999V，打开汞灯遮光盖，电流表显示对应的电流值I应为负值。用电压粗调和细调旋钮，逐步升高工作电压（即使负电压绝对值减小），当电压到达某一数值，光电管输出电流为零时，记录对应的工作电压Uak，该电压即为365nm单色光的遏止电压。2，在直角坐标系中坐出Us（截止电压）和v(频率）的关系曲线，实验表明曲线是一条直线，证明爱因斯坦光电效应方程的正确性。该直线的斜率即为h/e ,h为普朗克常量。而该直线的延长线与Us轴的截距为Ws/e,Ws为材料的逸出功。 以下内容为报告保留内容，请勿填写或删除，否则影响实验成绩上课时间：上课地点：任课教师：报告得分：教师留言：操作得分：教师留言：预习得分：预习情况：