实验二十用光电效应测定普朗克常数.ppt

实验二十 用光电效应测定普朗克常数 普普朗朗克克常常数数（h）的的发发现现，在在物物理理学学的的发发展展史史上上具具有有划划时时代代的的意意义义，因因为为它它第第一一次次表表明明了了辐辐射射能能量量的的不不连连续续性性，这这是是现现代代物物理理学学中中富富有有革革命命性性的的事事件件。随随着着它它的的出出现现，物物理理学学进进入入了了一一个个新新时时代代。这这个个理理论论物物理理学学的的新新概概念念，导导致致了了玻玻尔尔在在1913年年建建立立量量子子分子论。分子论。普普朗朗克克常常数数可可以以根根据据爱爱因因斯斯坦坦方方程程 ，利利用用光光电电效效应应实实验验测测出出。通通过过本本实实验验，有有助助于于学学生生理理解量子理论和更好地认识普朗克常数。解量子理论和更好地认识普朗克常数。4/26/20231实验二十 用光电效应测定普朗克常数【实验目的】1测定普朗克常数。2通过光电效应实验验证爱因斯坦方程。【实验装置】微电流测量仪光电管汞灯五种不同波长的滤色片4/26/20232实验二十 用光电效应测定普朗克常数【实验内容】【实验内容】1调整仪器（1）将光源、光电管暗盒，微电流测量仪（微电流放大仪如图所示）安排在适当位置，光源离暗盒约3050cm，暂不接线。一般光电管的伏安特性曲线从负电压做起，因此，将测量放大器的有关开关和旋钮置于下列位置：“电流极性”置“-”，“工作选择”置“DC”，“电压极性”置“-”，“电压量程”置“-3”，“电压调节”逆时针方向调至最小。并将“倍率”开关置“短路”档，“扫描位置”置任意位置。4/26/20233实验二十 用光电效应测定普朗克常数【实验内容】【实验内容】1调整仪器（2）打开测量放大器电源，预热2030分钟。用遮光罩盖住光电管暗盒窗口（光窗上的光栏勿动），打开光源（汞灯）预热。注意，点亮的汞灯如果熄灭，需经35分钟冷却后才能再开。（3）待测量放大器充分预热后，先调整仪器零点，即调节“零点”旋钮，使微安表指零。再校正仪器满度，即将“倍率”开关置“满度”档，调节“满度”旋钮，使微安表指满度。4/26/20234实验二十 用光电效应测定普朗克常数【实验内容】【实验内容】2测量光电管的暗电流（1）连接好光电管暗盒与测量放大器之间的电缆线、地线和阳极电源线（接线柱A）.测量放大器“倍率”旋钮置合适的档。（例如10-7档）.（2）顺时针缓慢调节“电压调节”旋钮、并合理地改变“电压量程”和“电压极性”开关，并注意“电流极性”开关的正确选择，以保证能正确反映出电流指示值来。测量从-3+3伏特不同电压下相应的电流值（电流值倍率电表读数）.此时所读得的为光电管的暗电流。4/26/20235实验二十 用光电效应测定普朗克常数【实验内容】【实验内容】3测量光电管的伏安特性曲线（1）将光源出射孔对准光电管暗盒窗口（目测），测量放大器“倍率”置合适的档（例如10-5档）.取去光电管暗盒上的遮光罩，换上滤色片。“电压调节”从-3伏特调起，缓慢增加，先观察一遍不同滤色片下的电流变化情况，记下电流偏离零点发生明显变化的电压范围，以便多测几个实验点。（2）在粗测的基础上进行精确测量并记录。从短波长起小心地逐次更换滤色片（切忌改变光源和光电管暗盒之间的相对位置），仔细读出不同频率入射光照射下的光电流，随电压的变化数据。4/26/20236实验二十 用光电效应测定普朗克常数【实验内容】【实验内容】3测量光电管的伏安特性曲线（3）用毫米方格纸仔细作出不同波长（频率）的伏安特性曲线。从曲线中认真找出如图20-1（b）所示的各反向光电流开始变化的“抬头点”a，确定截止电压Us.（4）以频率为横坐标，截止电压Us为纵坐标作图，则 曲线应该是一条直线。求出直线的斜率k.代入公式，求出普朗克常数h.并计算出所测值与公认值之间的误差。公认值 焦耳秒。4/26/20237实验二十 用光电效应测定普朗克常数【注意事项】1测量放大器及汞灯需充分预热才能做实验。2滤色片要放在光电管上，不能放在汞灯上，每次更换滤色片时都要用遮光罩先把汞灯罩住。【预习思考题】1怎样观察暗电流？2怎样测量某一频率的入射光所对应的截止电压Us？实验测量中截止电压Us是不是对应于电流I=0的点？3截止电压Us和入射光频率的关系式怎样？由此式可以测定什么常数？4/26/20238