光電效應測量普朗克常量

1、光電效應測量普朗克常量第1頁，共13頁，2022年，5月20日，4點24分，星期一實驗目的 1. 通過光電效應實驗了解光的量子性。 2. 測量不同光頻率下的截止電壓。 3. 驗證愛因斯坦方程，并由此求出普朗克常數(shù)。第2頁，共13頁，2022年，5月20日，4點24分，星期一實驗原理 在光的照射下，電子從金屬表面逸出的現(xiàn)象，叫光電效應。某一頻率下,某一光強時光電管的伏安特性曲線第3頁，共13頁，2022年，5月20日，4點24分，星期一1. 光電效應的基本實驗事實 （2）截止電壓U0 與入射光頻率具有線性關系。（1）僅當 0（紅限頻率）時才發(fā)生光電效應，截止頻率與材料有關，但與入射光強無關。U0

2、 n 曲線第4頁，共13頁，2022年，5月20日，4點24分，星期一(3)當 大于或等于U0 后，迅速增加然后趨于飽和。飽和光電流強度Im 與入射光強P成正比。(4)光電效應是瞬時效應。只要頻率大于 0，當光照射到金屬表面時，幾乎立即就有光電子逸出。 同一頻率,不同入射光強時IUAK曲線第5頁，共13頁，2022年，5月20日，4點24分，星期一向外輻射 。至于光電效應，是具有能量 的一個光子作用于金屬中的一個自由電子，并把它的全部能量都交給這個電子而造成的。如果電子脫離金屬表面耗費的能量為 的話，則由光電效應打出來的電子的動能為或 按照愛因斯坦的光量子理論，認為從一點發(fā)出的光不是按麥克斯韋

3、電磁學說指出的那樣以連續(xù)分布的形式把能量傳播到空間，而是頻率為 的光以 為能量單位(光量子) 的形式一份一份地 式中 為普克朗常數(shù), 為入射光的頻率， 為電子的質(zhì)量， 為光電子逸出金屬表面時的初速度， 為受光線照射的金屬材料的逸出功(或功函數(shù))。2. 愛因斯坦對光電效應的解釋第6頁，共13頁，2022年，5月20日，4點24分，星期一實驗器材YGP-2型普朗克常數(shù)測試儀、測試臺第7頁，共13頁，2022年，5月20日，4點24分，星期一實驗內(nèi)容測試前準備:A.確定零級譜的位置B.調(diào)節(jié)測量放大器的零點第8頁，共13頁，2022年，5月20日，4點24分，星期一2.減速場法測量普朗克常量 將正負轉(zhuǎn)

4、換開關置于“-”，逆時針轉(zhuǎn)動微分筒到選定的波長位置，轉(zhuǎn)動電壓調(diào)節(jié)旋鈕，改變光電管遏止電位，從-0.5V起緩慢調(diào)高外加直流負壓，先注意觀察一遍電流變化情況，記住電流開始明顯升高的電壓值。根據(jù)微安表的指示，直到直流負壓增加而微安表指示不增加為止。倍率選擇一般在10-4A或10-5檔A,使微安表的 第9頁，共13頁，2022年，5月20日，4點24分，星期一 針對各階段電流變化情況。分別以不同的間隔施加遏止電壓，讀取對應的電流值。在上一步觀察到電流明顯升起的點附近，要增加監(jiān)測密度，比較小的間隔采集數(shù)據(jù)。電流指示在由負到零再到正的過程中。注意要適時調(diào)整正負轉(zhuǎn)換開關，電流轉(zhuǎn)正后，可適當加大測試間隔。 陸

5、續(xù)選擇適當間隔的另外3-4種波長的光進行同樣測量。 將數(shù)據(jù)記錄如表格中，畫出伏安特性曲線，確定截止電壓，記錄如表格 第10頁，共13頁，2022年，5月20日，4點24分，星期一3.驗證光電管的飽和電流與入射光強的關系測量各種波長的飽和電流，將螺旋測微器旋轉(zhuǎn)到所需的波長位置，將電壓正負裝換開關置于正，從電流為零開始，逐漸增加正向電壓記錄相對應的電流值直到電流隨電壓的增加趨于飽和為止。繪出各波長相對應的U-I曲線圖,得出實驗結(jié)論。記錄數(shù)據(jù)于表格中，并在坐標紙上繪出圖形第11頁，共13頁，2022年，5月20日，4點24分，星期一六. 數(shù)據(jù)處理 A. 求h： 由Us 關系圖，得一直線，用該直線的斜率k k=Vo/，乘以電子電荷e（1.60210-19C）得： h=ke=e.Vo/ b由直線擬合法得到的直線方程： U=A+B 中的B乘以e 即：h=B.e 第12頁，共13頁，2022年，5月20日，4點24分，星期一B.求金屬材料的逸出功 利用公式 eUs=h-ws ws =h- eUs 任一頻率 Us任一頻率下的截止電壓 C. 求陰極材料的紅限頻率