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用光电效应测定普朗克常数 * 内容提要 该课件通过模拟光与电子相互 作用的现象与经典波动光学解释的 矛盾，来揭示光的粒子特性，从而 揭示光的本质，为近代物理打下基 础。 请自学以下内容。 普朗克常数 h 是一个重要的物理 常数。可以说，凡是涉及到普朗克常数 的物理现象都是量子现象。学习光电效 应法测定普朗克常数的基本方法，对于 我们了解量子物理的发展史，了解人类 对光的本质认识的发展史，都是十分有 益的。 1.加深了解光电效应的 基本规律。 一.实验目的 2.学习用光电效应法测 定普朗克常数的方法。 3.学习用最小二乘法处 理数据。 二.实验原理 G V 电源 原理图 阴极 阳极 实验现象：一束光照 到金属表面上（称为 阳极），会有电子从 金属内逸出。经阳极 收集，可形成光电流。 光 电 流 光照射 实验现象解释的出发点 光是一种波 遵从能量守恒定律 无法解释的三个特点： 光电效应 （1）存在着“红限频率” ，照到阴极的光， 若频率 时，无论多强也不 产生光电效应。但频率 时，即便很弱，也能产生光 电效应。 如果光的本质是波，则 光能量与光强成正比，光强 大，则能使电子逸出。 阴极内部 当 时，无论光强多 强，也无电子逸出。 阴极内部 当 时，即使光强很弱 ，也有电子逸出。 （2）光电效应的瞬时性 如果光电效应是波与 电子的相互作用，电子吸 收波的能量后，从阴极逸 出需一定时间，但事实上 ，光电效应是瞬时发生的。 （3）逸出电子的最大初 动能与入射光频率成正比 。同样表明，光的能量与 光的频率有关。 根据经典理论，电子吸收足 够能量后。才能从金属内逸出。 一经照射，即产生电子。 一 束 光 一 束 光 实验现象解释的新的出发点 光子 能量守恒 爱因斯坦假定，光具有粒子性，光子的能量 。则对实验的三个特点解释为： （1）金属内对电子的吸引，使电子逸出金属表面，需要克服 吸引力作功（电子的逸出功W），若 使电子得到的能 量 ，不会有电子逸出，所以存在着一个频率红限 ，即 。 当 时，才有可能逸出电子。 （2）既然是光子与电子交换能量，和粒子间弹性碰撞一样， 能量的交换是瞬时完成的。 （3）光子能量越大（ ），光与电子相互作用时电子 得到的动能就越大,电子的动能 是光子能量 与逸出功 之差。 即 所以，电子最大初动能与入射光频率成正比。 意义:揭示了光的本质，即光的波粒二重性。 光的粒子性，后经光压实验得以进一步证实。 光照到叶轮一 叶，使之像风车 一样旋转，表明 光压的存在。光 压是光子对叶片 的统计效果。 叶 轮 一束光