普朗克的定义.pptVIP

普朗克常数的测量 宁夏大学 基础物理实验中心 光学实验室 实验背景资料 普朗克能量子假设 德国物理学家，量子物理学的开创者和奠基人，1918年诺贝尔物理学奖金的获得者。?普朗克的伟大成就，就是创立了量子理论，这是物理学史上的一次巨大变革。从此结束了经典物理学一统天下的局面。? 1900年，普朗克抛弃了能量是连续的传统经典物理观念，导出了与实验完全符合的黑体辐射经验公式。在理论上导出这个公式，必须假设物质辐射的能量是不连续的，只能是某一个最小能量的整数倍。普朗克把这一最小能量单位称为“能量子”。普朗克的假设解决了黑体辐射的理论困难。普朗克还进一步提出了能量子与频率成正比的观点，并引入了普朗克常数h。量子理论现已成为现代理论和实验的不可缺少的基本理论。普朗克由于创立了量子理论而获得了诺贝尔奖金。 预习提示 什么是光电效应？它具有什么实验规律？光电效应伏安特性含义是什么？ 什么是载止电压？如何用实验来测量？ 什么是普朗克常数？如何测量？ 实验目的 了解光电效应； 掌握光电效应测量仪的工作原理及测量普朗克常数的方法； 学会用计算机数据处理软件处理实验数据。 加深光电效应对光量子理论的理解。 实验原理——光电效应原理 当光照在物体上时，光的能量仅部分地以热的形式被物体吸收，而另一部分则转换为物体中某些电子的能量，使电子逸出物体表面，这种现象称为光电效应，逸出的电子称为光电子。在光电效应中，光显示出它的粒子性，所以这种现象对认识光的本性，具有极其重要的意义。 光电效应实验原理如图1所示。图中A、K组成抽成真空的光电管，A为阳极，K为阴极。当一定频率ν的光射到金属材料做志的阴极K上，就有光电子逸出金属。若在A、K两端加上电压U后，光电子将由K定向地运动到A，在回路中就形成光电流I。 实验原理——光电效应规律 实验原理——光电效应规律 实验原理——光电效应规律 实验原理——普朗克常数测量原理 实验原理——普朗克常数测量条件与实际的差别 实验原理——普朗克常数测量方法 实验仪器——结构图 实验仪器——工作原理 实验仪器——工作原理 实验方法与步骤 实验方法与步骤 思考题 THANKS! * * 历史上著名的黑体辐射（black-body-radiation）实验得出了经典理论无法解释的辐射曲线，如图所示。普朗克为解释这个实验而提出了能量子假设，其核心思想是：黑体上的振荡原子由带电谐振子组成，原子的振荡能量不是连续地取值，而是只能取一系列的离散值，ε、2ε、3ε、……nε，而能量ε同频率成正比，即ε=hυ，当振动的原子发射或吸收能量时，是以hυ为单元一份一份进行的，hυ称为能量子（quantum of energy）。 图1 光电效应原理 1、光电流与入射光强度的关系 光电流随着加速电位差U的增加而增加，加速电位差加到一定量值后，光电流达到饱和值Ih，饱和电流与光强成正比，而与入射光的频率无关。当U=Ua －Uk变成负值时，光电流迅速减小。实验指出，有一个遏止电位差Ua存在，当电位差达到这个值时，光电流为零。如图2（a）所示。图中I~U曲线称为光电管伏安特性曲线。 图2 光电管伏安特性曲线 2、光电子的初动能与入射光频率之间的关系 光电子从阴极逸出时，具有初动能，在减速电压下，光电子逆着电场力方向由K极向A极运动。当U=Ua时，光电子不再能达到A极，光电流为零。所以电子的初动能等于克服电场力所作的功。即 (1) 根据爱因斯坦关于光的本性的假设，光是一粒一粒运动着的粒子流，这些光粒子称为光子。每一光子的能量为ε=hν，其中h为普朗克常数量，ν为光波的频率。所以不同频率的光波对应的能量不同。光电子吸收了光子的能理hν之后，一部分消耗于克服电子的逸出功A，另一部分转换为电子动能。由能量守恒定律可知 (2) 式（2）称为爱因斯坦光电效应方程。 由此可见，光电子的初动能与入射光频率ν呈线性关系，而与入射光的强度无关。如图2（b）所示。 3、光电效应有光电阈存在 实验指出，当光的频率ν＜ν0时，不论用多强的光照射到物质上都不会产生光电效应，根据（2）式，ν0称为截止频率。 4、光电效应是瞬间效应 只要入光频率ν＞ν0，一经光线照射，立刻产生光电子。 用爱因斯坦方程圆满地解释光电效应的实验规律，同时提供了测普朗克常