光电效应测普朗克常量实验报告.docx
( 4.5 )《光电效应测普朗克常量实验报告.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《光电效应测普朗克常量实验报告.docx（16页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、光电效应测普朗克常量实验报告 篇一：光电效应测普朗克常量试验报告 光电效应测普朗克常量试验报告 一、 试验题目 光电效应测普朗克常数 二、 试验目的 1、通过试验深刻理解爱因斯坦的光电效应理论，了解光电效应的基本规律； 2、驾驭用光电管进行光电效应探讨的方法； 3、学习对光电管伏安特性曲线的处理方法，并用以测定普朗克常数。 三、仪器用具 ZKYGD3光电效应测试仪、汞灯及电源、滤色片（五个）、光阑（两个）、光电管、测试仪 四、 试验原理 1、光电效应与爱因斯坦方程 用合适频率的光照耀在某些金属表面上时，会有电子从金属表面逸出，这种现象叫做光电效应，从金属表面逸出的电子叫光电子。为了说明光电效应
2、现象，爱因斯坦提出了“光量子”的概念，认为对于频率为 的光波，每个光子的能量为 式中， 为普朗克常数，它的公认值是=6.626 。 根据爱因斯坦的理论，光电效应的实质是当光子和电子相碰撞时，光子把全部能量传递给电子，电子所获得的能量，一部分用来克服金属表面对它的约束，其余的能量则成为该光电子逸出金属表面后的动能。爱因斯坦提出了闻名的光电方程： （1） 式中，?为入射光的频率，m为电子的质量，v为光电子逸出金属表面的初 速度， 1mv2 为被光线照耀的金属材料的逸出功，2为从金属逸出的光电子的 最大初动能。 由（1）式可见，入射到金属表面的光频率越高，逸出的电子动能必定也越大，所以即使阴极不加电
3、压也会有光电子落入阳极而形成光电流，甚至阳极电位比阴极电位低时也会有光电子落到阳极，直至阳极电位低于某一数值时，全部光电子都不能到达阳极，光电流才为零。这个相对于阴极为负值的阳极电位U0被称为光电效应的截止电压。 明显，有 （2） 代入（1）式，即有 （3） 由上式可知，若光电子能量h?W，则不能产生光电子。产生光电效应的最 低频率是 ?0? W h，通常称为光电效应的截止频率。不同材料有不同的逸出功， 因而?0也不同。由于光的强弱确定于光量子的数量，所以光电流与入射光的强度成正比。又因为一个电子只能汲取一个光子的能量，所以光电子获得的能量与光强无关，只与光子?的频率成正比，将（3）式改写为
4、（4） 上式表明，截止电压U0是入射光频率?的线性函数，如图2，当入射光的频率?0时，截止电压U0?0，没有光电子逸出。图中的直线的斜率个正的常数： （5） 由此可见，只要用试验方法作出不同频率下的 k? h e是一 U0? 曲线，并求出此曲线的 是电子的电 斜率，就可以通过式（5）求出普朗克常数h。其中 量。U0-v 直线 2、光电效应的伏安特性曲线 下图是利用光电管进行光电效应试验的原理图。频率为 、强度为 的光线 照耀到光电管阴极上，即有光电子从阴极逸出。如在阴极K和阳极A之间加正向电压UAK，它使K、A之间建立起的电场对从光电管阴极逸出的光电子起加速作用，随着电压UAK的增加，到达阳极
5、的光电子将渐渐增多。当正向电压 增 加到Um时，光电流达到最大，不再增加，此时即称为饱和状态，对应的光电流即称为饱和光电流。 光电效应原理图 由于光电子从阴极表面逸出时具有肯定的初速度，所以当两极间电位差为零时，仍有光电流I存在，若在两极间施加一反向电压，光电流随之削减；当反向 电压达到截止电压时，光电流为零。 爱因斯坦方程是在同种金属做阴极和阳极，且阳极很小的志向状态下导出的。事实上做阴极的金属逸出功比作阳极的金属逸出功小，所以试验中存在着如下问题： （1）暗电流和本底电流存在，可利用此，测出截止电压（补偿法）。 （2）阳极电流。制作光电管阴极时，阳极上也会被溅射有阴极材料，所以光入射到阳极
6、上或由阴极反射到阳极上，阳极上也有光电子放射，就形成阳极电流。由于它们的存在，使得IU曲线较理论曲线下移，如下图所示。 伏安特性曲线 五、 试验步骤 1、调整仪器 (1)连接仪器；接好电源，打开电源开关，充分预热（不少于20分钟）。 (2)在测量电路连接完毕后，没有给测量信号时，旋转“调零”旋钮调零。每换一次量程，必需重新调零。 (3)取下暗盒光窗口遮光罩，换上365.0nm滤光片，取下汞灯出光窗口的遮光罩，装好遮光筒，调整好暗盒与汞灯距离。 2、测量普朗克常数h （1） 将电压选择按键开关置于22V档，将“电流量程”选择开关置于 A档。将测试仪电流输入电缆断开，调零后重新接上。 （2） 将直
7、径为4mm的光阑和365.0nm的滤色片装在光电管电暗箱输入口上。 （3） 从高到低调整电压，用“零电流法”测量该波长对应的U0，并数据记录。 （4） 依次换上404.7nm、435.8nm、546.1nm、577.0nm的滤色片，重复步骤（1）、（2）、（3）。 （5）测量三组数据你，然后对h取平均值。 3、测量光电管的伏安特性曲线 (1)暗盒光窗口装365.0nm滤光片和4mm光阑，缓慢调整电压旋钮，令电压输出值缓慢由0V伏增加到30V，每隔1V记一个电流值。但留意在电流值为零处登记截止电压值. (2)在暗盒光窗口上换上404.7nm滤光片，仍用4mm的光阑，重复步骤（1）。 (3)选择合
8、适的坐标，分别作出两种光阑下的光电管伏安特性曲线UI 。 六、 试验记录与处理 1、 零电流法测普朗克常量h(光阑=2mm) 第一次测量结果及处理： 篇二：光电效应测普朗克常量试验报告 三、 试验原理 1. 光电效应 当肯定频率的光照耀到某些金属表面上时，可以使电子从金属表面逸出，这种现象称为光电效应。所产生的电子，称为光电子。光电效应是光的经典电磁理论所不能说明的。当金属中的电子汲取一个频率为v的光子时，便获得这光子的全部能量hv，假如这能量大于电子摆脱金属表面的约束所须要的脱出功W，电子就会从金属中逸出。根据能量守恒原理有： （1） 上式称为爱因斯坦方程，其中m和?m是光电子的质量和最大速
9、度，是光电子逸出表面 后所具有的最大动能。它说明光子能量hv小于W时，电子不能逸出金属表面，因而没有光电效应产生；产生光电效应的入射光最低频率v0=W/h，称为光电效应的极限频率（又称红限）。不同的金属材料有不同的脱出功，因而0也是不同的。由（1）式可见，入射到金属表面的光频率越高，逸出的电子动能必定也越大，所以即使阴极不加电压也会有光电子落入阳极而形成光电流，甚至阳极电位比阴极电位低时也会有光电子落到阳极，直至阳极电位低于某一数值时，全部光电子都不能到达阳极，光电流才为零。这个相对于阴极为负值的阳极电位 被称为光电效应的截止电压。 明显，有 代入（1）式，即有 （3） 由上式可知，若光电子能
10、量 ，则不能产生光电子。产生光电效应的最低频率是 （2） ，通常称为光电效应的截止频率。不同材料有不同的逸出功，因而也不同。由于光的强弱确定于光量子的数量，所以光电流与入射光的强度成正比。又因为一个电子只能汲取一个光子的能量，所以光电子获得的能量与光强无关，只与光子 的频率成正比，将（3）式改写为 （4） 上式表明，截止电压 是入射光频率 的线性函数，如图2，当入射光的频率时， 截止电压，没有光电子逸出。图中的直线的斜率是一个正的常数： （5） 由此可见，只要用试验方法作出不同频率下的通过式（5）求出普朗克常数 h。其中 曲线，并求出此曲线的斜率，就可以是电子的电量。 图2 U0-v 直线 2
- 配套讲稿：
如PPT文件的首页显示word图标，表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制：
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片，仅作为作品整体效果示例展示，禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词：
- 光电效应 普朗克 常量 实验 报告
淘文阁 - 分享文档赚钱的网站所有资源均是用户自行上传分享，仅供网友学习交流，未经上传用户书面授权，请勿作他用。
限制150内