華師二級(jí)物理實(shí)驗(yàn)零電流法_第1頁(yè)
華師二級(jí)物理實(shí)驗(yàn)零電流法_第2頁(yè)
華師二級(jí)物理實(shí)驗(yàn)零電流法_第3頁(yè)
華師二級(jí)物理實(shí)驗(yàn)零電流法_第4頁(yè)
華師二級(jí)物理實(shí)驗(yàn)零電流法_第5頁(yè)
已閱讀5頁(yè),還剩1頁(yè)未讀, 繼續(xù)免費(fèi)閱讀

下載本文檔

版權(quán)說(shuō)明:本文檔由用戶(hù)提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請(qǐng)進(jìn)行舉報(bào)或認(rèn)領(lǐng)

文檔簡(jiǎn)介

調(diào)己SB截止電壓此日)宵柵^(1OE+MH二參?Kn3.76xl?15hn6b3X1934鹽渾疝m:8.99%截止電壓山(V)婀溟S烯函4rtjl翦MVCOE+L4HN)參?Kn3.77xl?15hn6b3xl?34鹽渾疝m“60.96%截止電壓%(V)啊爵?茹理5KU3.77X125津闊七(一口早14松hn6o5xlo,34鹽渾疝爬“00.75%補(bǔ)償法實(shí)哈曲線圖_z1w實(shí)哈曲線圖_z1w田tf-M加斜率K=3.80X10-15h=6.08X10-34相對(duì)誤差:-8.17%由于儀器不精準(zhǔn),并未達(dá)到補(bǔ)償效果。光電管的伏安特性曲線什么叫光電效應(yīng);什么叫電光效應(yīng)?光電效應(yīng)是物理學(xué)中一個(gè)重要而神奇的現(xiàn)象。在高于某特定頻率的電磁波照射下,某些物質(zhì)內(nèi)部的電子會(huì)被光子激發(fā)出來(lái)而形成電流,即光生電。光照射到金屬上,引起物質(zhì)的電性質(zhì)發(fā)生變化。這類(lèi)光變致電的現(xiàn)象被人們統(tǒng)稱(chēng)為光電效應(yīng)。光電效應(yīng)分為光電子發(fā)射、光電導(dǎo)效應(yīng)和阻擋層光電效應(yīng),又稱(chēng)光生伏特效應(yīng)。前一種現(xiàn)象發(fā)生在物體表面,又稱(chēng)外光電效應(yīng)。后兩種現(xiàn)象發(fā)生在物體內(nèi)部,稱(chēng)為內(nèi)光電效應(yīng)。單光子光電效應(yīng),即一個(gè)電子在極短時(shí)間內(nèi)能吸收到一個(gè)光子而從金屬表面逸出。當(dāng)單位體積內(nèi)同時(shí)相互作用的能量子的數(shù)目大到使得發(fā)射光的能量子可以從幾個(gè)入射能量子中取得能量,就是多光子光電效應(yīng)。電光效應(yīng)是指某些各向同性的透明物質(zhì)在電場(chǎng)作用下顯示出光學(xué)各向異性,物質(zhì)的折射率因外加電場(chǎng)而發(fā)生變化的現(xiàn)象。電光效應(yīng)是在外加電場(chǎng)作用下,物體的光學(xué)性質(zhì)所發(fā)生的各種變化的統(tǒng)稱(chēng)。普朗克常數(shù)的重要性。普朗克常數(shù)的提出,尤其是以h為表征的量子概念,開(kāi)創(chuàng)了現(xiàn)代物理學(xué)的新紀(jì)元,促進(jìn)了量子論的建立與發(fā)展,量子論的生存斗爭(zhēng)和早期發(fā)展,是緊密?chē)@著h的物理解釋進(jìn)行的。普朗克常數(shù)的引進(jìn)開(kāi)創(chuàng)了量子論,愛(ài)因斯坦發(fā)展了普朗克的能量量子化概念,利用普朗克常數(shù)提出光量子概念,成功地解釋了光電效應(yīng)。1907年愛(ài)因斯坦進(jìn)一步把普朗克常數(shù)及能量量子化作用于固體比熱,得到熱容量,解釋了固體比熱。普朗克常數(shù)h的存在為原子提供穩(wěn)定性是促進(jìn)量子論形成的又一因素.盧瑟福依據(jù)a粒子散射實(shí)驗(yàn)提出了原子有核模型。在此基礎(chǔ)上玻爾引入普朗克恒量在其中,建立了玻爾模型。在微觀領(lǐng)域,玻爾將普朗克常數(shù)引進(jìn)原子物理學(xué)后的成功,促進(jìn)了核物理學(xué)和粒子物理學(xué)的迅速發(fā)展.質(zhì)子、中子的發(fā)現(xiàn)是物質(zhì)結(jié)構(gòu)學(xué)說(shuō)的進(jìn)步,同時(shí)又給進(jìn)一步揭開(kāi)微觀領(lǐng)域的奧秘提供了新的武器;重核裂變的發(fā)現(xiàn)開(kāi)創(chuàng)了人類(lèi)歷史的新時(shí)代一原子時(shí)代。普朗克常數(shù)不論是在微觀理論中所處的核心作用(h存在于量子系統(tǒng)的一切數(shù)學(xué)描述中,是區(qū)分物理現(xiàn)象是宏觀還是微觀的判據(jù),如果在處理問(wèn)題中h的作用和其它物理量相比較可以略去,那么微觀規(guī)律就過(guò)渡到宏觀規(guī)律);還是對(duì)于其它各門(mén)學(xué)科所起的引導(dǎo)作用,還是它對(duì)于人們思想觀念方面的啟發(fā)作用,它的劃時(shí)代的重大意義是當(dāng)之無(wú)愧的。測(cè)普朗克常量的其他方法。電子衍射方法黑體輻射法黑體輻射源用的是低壓12V,21W螺旋鎢絲燈泡,用數(shù)字萬(wàn)用表測(cè)出電阻(約200K)的兩端電壓,求得通過(guò)光敏電池的電流,萬(wàn)用表讀出的電壓數(shù)正比B0,T)即(13)式中的B。更重要的是測(cè)燈絲的溫度,燈絲電阻R(T)=U/I表示如下:R(T)=R0〔1+a(T-T0)〕(14)式中R0是在溫度為T(mén)0時(shí)的電阻,T0是背景溫度,a是溫度系數(shù),而鎢泡從室溫到2500K之間剛好可以滿(mǎn)足這一線性關(guān)系。只需先測(cè)定R0和也用(14)式就得到溫度T,圖7表示T與R的變化關(guān)系可確定a。實(shí)際的燈絲都不是黑體是灰體,實(shí)際情況可假定輻射功率正比于T4,則輻射強(qiáng)度就是常數(shù)(斯忒藩定律)。通過(guò)P=I?U與(T4-T04)的變化曲線,可驗(yàn)證對(duì)燈絲的這一假定。從圖8的斜率和斯忒藩常數(shù)所計(jì)算的面積約為可見(jiàn)投影法確定幾何面積的50%。圖7燈絲溫度隨電阻變化。電工率隨斜變化曲線在測(cè)量中,我們用不同的濾光片和燈絲來(lái)確定電阻隨溫度變化的定標(biāo)量。origin輔助法光照射到電極K上,由光電效應(yīng)產(chǎn)生的光電子受到電極k,A間加速電場(chǎng)加速后到達(dá)A成為光電流,改變外加電壓UAK,測(cè)量出光電流I的大小,即可得出光電管的伏安特性曲線。根據(jù)光電效應(yīng)測(cè)量普朗克常數(shù)中的實(shí)驗(yàn)原理,光電效應(yīng)方程:hv=mv02+W0式中,v為電磁波的頻率,W為金屬的逸出功。當(dāng)電流為零時(shí),電壓為遏止電壓,則有:eU0=mv02。hv0<W時(shí),方程無(wú)解,極限頻率代入得:eU0=hv—W0則U0=—W,U0是v的線性函數(shù),斜率K,只要用實(shí)驗(yàn)得出不同頻率對(duì)應(yīng)的遏止電壓,求出斜率,就可算出普朗克常數(shù)h。用origin輔助測(cè)量普朗克常,用零電流法測(cè)得各頻率的截止電壓,在origin7.5中輸入實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),并選擇non-linearcurvefit可得h。通電動(dòng)圈測(cè)量方法、基布爾(B.R.Kibble^合作者在80年代用動(dòng)圈裝置定義電功率瓦特的SI單位,用交流約瑟夫森效應(yīng)和量子霍耳效應(yīng)測(cè)電動(dòng)勢(shì)和電阻,不經(jīng)電壓轉(zhuǎn)換因子KV和電阻轉(zhuǎn)換因子KQ。,直接求出了h實(shí)驗(yàn)過(guò)程:在精密天平的一端懸掛一個(gè)通電的矩形線圈,使動(dòng)圈中部處在磁通密度為B的均勻水平磁場(chǎng)中,通入電流I后,因?yàn)閯?dòng)圈受安培力的作用,所以需在天平上加質(zhì)量為m的砝碼。設(shè)動(dòng)圈受力部分的長(zhǎng)度為L(zhǎng),則有:IBL=mg令動(dòng)圈以速度v勻速垂直下降,則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為:E=LBv消去B和L,得IE=mgv注意,右端m、g、v均為SI制,左端I、E是分別以INPL和ENPL表之,因此功率為:W=KWWNPL=KWINPL?ENPL=mgv其中KW表示功率的轉(zhuǎn)換因子,它等于KW=mgv/INPL-ENPL約瑟夫森效應(yīng)和量子霍耳效應(yīng)測(cè)的分別是電壓和電阻,涉及電壓轉(zhuǎn)換因子Kv和電阻轉(zhuǎn)換因子KQ,而VNPL=KV?V,RNPL=KQR,KW=Kv2/KQ可以由約瑟夫森常量和馮?克利青常量直接計(jì)算普朗克常數(shù)。分光計(jì)法分光計(jì)測(cè)普朗克常數(shù)的實(shí)驗(yàn)原理圖在玻爾理論的基本假設(shè)中,其中頻率條件引入了普朗克常數(shù)。對(duì)于氫原子,可知其能量為:En=-ev氫原子在躍遷過(guò)程中:設(shè)其初態(tài)能量為:En=-ev終態(tài)能量為:Em=-ev。實(shí)驗(yàn)只要測(cè)出巴爾末系的不同譜線的波長(zhǎng),即Ha、H0、Hy其中n(3、4、5)代入上式,就可計(jì)算普朗克常數(shù)h的值。4.歷史1900年,普朗克為了克服經(jīng)典物理學(xué)對(duì)黑體輻射現(xiàn)象解釋上的困難,創(chuàng)立了物質(zhì)輻射(或吸收)的能量只能是某一最小能量單位(能量量子)的整數(shù)倍的假說(shuō),即量子假說(shuō)。他引進(jìn)了一個(gè)物理普適常數(shù),即普朗克常數(shù),以符號(hào)h表示,其數(shù)值為6.626176x10-27爾格?秒,是微觀現(xiàn)象量子特性的表征。他從理論上導(dǎo)出了黑體輻射的能量按波長(zhǎng)(或頻率分布的公式,稱(chēng)為普朗克公式。量子假說(shuō)的提出對(duì)現(xiàn)代物理學(xué),特別是量子論的發(fā)展起了重大的作用。普朗克演講的內(nèi)容是關(guān)于物體熱輻射的規(guī)律,即關(guān)于一定溫度的物體發(fā)出的熱輻射在不同頻率上的能量分布規(guī)律。普朗克對(duì)于這一問(wèn)題的研究已有6個(gè)年頭了,今天他將公布自己關(guān)于熱輻射規(guī)律的最新研究結(jié)果。普朗克首先報(bào)告了他在兩個(gè)月前發(fā)現(xiàn)的輻射定律,這一定律與最新的實(shí)驗(yàn)結(jié)果精確符合(后來(lái)人們稱(chēng)此定律為普朗克定律)。然后,普朗克指出,為了推導(dǎo)出這一定律,必須假設(shè)在光波的發(fā)射和吸收過(guò)程中,物體的能量變化是不連續(xù)的,或者說(shuō),物體通過(guò)分立的跳躍非連續(xù)地改變它們的能量,能量值只能取某個(gè)最小能量元的整數(shù)倍。為此,普朗克還引入了一個(gè)新的自然常數(shù)h=6.63x10-27erg.s。這一假設(shè)后來(lái)被稱(chēng)為能量量子化假設(shè),其中最小能量元被稱(chēng)為能量量子,而常數(shù)h被稱(chēng)為普朗克常數(shù)。普朗克常數(shù)的引進(jìn)開(kāi)創(chuàng)了量子論,但在當(dāng)時(shí)并沒(méi)有得到人們的充分認(rèn)識(shí),甚至普朗克本人在提出新思想后也深感不安而想回到舊軌道上去.首先認(rèn)識(shí)到量子概念的重要性并為量子論的發(fā)展打開(kāi)局面的是愛(ài)因斯坦。19世紀(jì)80年代,物理學(xué)界發(fā)現(xiàn)金屬在某些頻率的光的照射下會(huì)發(fā)射出電子,就好象這些電子被光從金屬表面打出來(lái)一樣,即光電效應(yīng).勒納德總結(jié)出這一現(xiàn)象的兩條經(jīng)驗(yàn)規(guī)律:(1)只有光的頻率高于某一定值時(shí),才能從某一金屬表面打出電子來(lái),被打出的電子的能量(或速度)只與光的頻率有關(guān),電子的能量隨光的頻率的增高而增大.(2)被打出的電子的數(shù)目只與光的強(qiáng)度有關(guān)而與光的頻率無(wú)關(guān).用經(jīng)典物理學(xué)的理論是無(wú)論如何解釋不了這兩條經(jīng)驗(yàn)規(guī)律的。愛(ài)因斯坦發(fā)展了普朗克的能量量子化概念,利用普朗克常數(shù)提出光量子概念,成功地解釋了光電效應(yīng).他在1905年的<<關(guān)于光的產(chǎn)生和轉(zhuǎn)化的一個(gè)啟發(fā)性觀點(diǎn)>>著名論文中寫(xiě)道:在我看來(lái),如果假定光的能量不連續(xù)地分布于空間的話,那么我們就可以更好地理解黑體輻射、光致發(fā)光、紫外線產(chǎn)生陰極射線以及其它涉及光的發(fā)射與轉(zhuǎn)換的現(xiàn)象的各種觀測(cè)結(jié)果.根據(jù)這種假設(shè),從一點(diǎn)發(fā)出的光線傳播時(shí),在不斷擴(kuò)大的空間范圍內(nèi)能量不是連續(xù)分布的,而是由一個(gè)數(shù)目有限的局限于空間中的能量量子所組成的,它們?cè)谶\(yùn)動(dòng)中并不瓦解,而是整個(gè)地被吸收或發(fā)射.”據(jù)此,愛(ài)因斯坦提出,照射到金屬表面上的光,就是光粒子流,頻率為v的光,就是能量為hv的光量子流.金屬表面的電子只有吸收了能量為hv的光量子流才會(huì)逸出表面,這時(shí)hv等于電子脫出金屬表面所作功(w)與電子獲得的動(dòng)能的和。光量子假說(shuō)的提出是波的微粒說(shuō)在更高水平上的某種復(fù)歸,揭示了光既有波動(dòng)性又有微粒性的雙重特性.密立根當(dāng)初不相信光的量子理論,本想用實(shí)驗(yàn)來(lái)否定它,最后卻不得不宣告:結(jié)果和我所有的預(yù)期相反.”他全面證實(shí)了愛(ài)因斯坦光電方程,并且第一次從光電效應(yīng)中測(cè)定出的普朗克常數(shù),與普朗克1900年從黑體輻射計(jì)算得出的結(jié)果相符合.1922-1923年,康普頓把來(lái)自銅靶的X射線投射到石墨上以觀測(cè)被散射后的X射線.他發(fā)現(xiàn)被石墨散射的X射線有兩種不同頻率的成份.康普頓用愛(ài)因斯坦的光量子理論完滿(mǎn)地解釋了他的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,從而又一次證實(shí)了光量子理論的正確性.這些令人信服的事實(shí)轉(zhuǎn)變了一些物理學(xué)家對(duì)量子論的懷疑態(tài)度,并發(fā)展了量子論。在量子論的初期,固體比熱是繼黑體輻射和光電效應(yīng)之后的又一重大課題.根據(jù)麥克斯韋一玻爾茲曼能量均分原理討論固體的熱容量所得的結(jié)果,在高溫和室溫范圍內(nèi)與實(shí)驗(yàn)值符合,但在低溫范圍內(nèi)與實(shí)驗(yàn)不符,這個(gè)問(wèn)題是經(jīng)典物理不能解釋的.1907年愛(ài)因斯坦進(jìn)一步把普朗克常數(shù)及能量量子化作用于固體比熱,克服了經(jīng)典理論的又一大難題,并及時(shí)得到能斯特的驗(yàn)證和大力宣傳,使量子論開(kāi)始被人們所認(rèn)識(shí)。普朗克常數(shù)h的存在為原子提供穩(wěn)定性是促進(jìn)量子論形成的又一因素.盧瑟福依據(jù)a粒子散射實(shí)驗(yàn)提出了原子有核模型,但從經(jīng)典物理學(xué)去解釋這個(gè)模型卻導(dǎo)致了新的困難.首先,根據(jù)經(jīng)典電磁理論,電子繞核運(yùn)動(dòng)它要向外發(fā)射電磁波,能量將逐漸減少,因而電子繞核旋轉(zhuǎn)的頻率也將逐漸改變,這樣它將向外發(fā)射連續(xù)光譜,這與原子的線光譜相矛盾.其次,由于原子能量的逐漸減少,電子繞核運(yùn)動(dòng)的半徑將逐漸減小而很快落到核上.計(jì)算表明,原子的壽命”僅約1210秒的時(shí)間,這與原子是一個(gè)穩(wěn)定的系統(tǒng)的事實(shí)是根本矛盾的。盧瑟福的研究生玻爾認(rèn)為要解決原子的穩(wěn)定性問(wèn)題,只有量子假說(shuō)是擺脫困難的唯一出路.”在他1913年寫(xiě)的著名論文《原子結(jié)構(gòu)和分子結(jié)構(gòu)》中指出:不管電子運(yùn)動(dòng)定律作何變動(dòng),看來(lái)有必要引入一種與經(jīng)典電動(dòng)力學(xué)不同的量到這些定律中來(lái),這個(gè)量就是普朗克恒量,或一般所說(shuō)的基本作用量子.引入這一物理量后,原子內(nèi)電子的穩(wěn)定性結(jié)構(gòu)問(wèn)題就發(fā)生了根本性的改變.他提出了關(guān)于原子中電子狀態(tài)的兩條假說(shuō):1.原子中電子子只能在特定軌道上繞原子核運(yùn)動(dòng),不同軌道的能量水平不同,電子在同一軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)既不發(fā)射能量也不吸收能量;

溫馨提示

  • 1. 本站所有資源如無(wú)特殊說(shuō)明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請(qǐng)下載最新的WinRAR軟件解壓。
  • 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請(qǐng)聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶(hù)所有。
  • 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁(yè)內(nèi)容里面會(huì)有圖紙預(yù)覽,若沒(méi)有圖紙預(yù)覽就沒(méi)有圖紙。
  • 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
  • 5. 人人文庫(kù)網(wǎng)僅提供信息存儲(chǔ)空間,僅對(duì)用戶(hù)上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對(duì)用戶(hù)上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對(duì)任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
  • 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請(qǐng)與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
  • 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時(shí)也不承擔(dān)用戶(hù)因使用這些下載資源對(duì)自己和他人造成任何形式的傷害或損失。

評(píng)論

0/150

提交評(píng)論