用光电效应测普朗克常数实验报告.docx

用光电效应测普朗克常数实验报告 　　光电效应测普朗克常量实验报告　　一、实验题目　　光电效应测普朗克常数　　二、实验目的　　1、通过实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、掌握用光电管进行光电效应研究的方法；　　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　　ZKY—GD—3光电效应测试仪、汞灯及电源、滤色片、光阑、光电管、测试仪　　四、实验原理　　1、光电效应与爱因斯坦方程　　用合适频率的光照射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。为了解释光电效应现象，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　　=　　。　　按照爱因斯坦的理论，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。爱因斯坦提出了著名的光电方程：　　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　　为被光线照射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。　　由式可见，入射到金属表面的光频率越高，逸出的电子动能必然也越大，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，所有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。显然，有　　代入式，即有　　由上式可知，若光电子能量hγ用光电效应测普朗克常数实验报告)为阳极。2．光电流与入射光强度的关系　　光电流随加速电位差U的增加而增加，加速电位差增加到一定量值后，光电流达到饱和值和值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。3．光电子的初动能与入射频率之间的关系由爱因斯坦光电效应方程hv=　　1　　mv2+A可见：光电子的初动能与入射光频2　　率ν呈线性关系，而与入射光的强度无关。4．光电效应有光电阈存在　　实验指出，当光的频率vv0时，不论用多强的光照射到物质都不会产生光电效应，根据爱因斯坦光电效应方程可知：v0=ν0称为红限。　　爱因斯坦光电效应方程同时提供了测普朗克常量的一种方法：h=　　A，h　　e(Ui-Uj)vi-vj　　光电管、单色仪、水银灯、检流计、直流电源、直流电压计等，接线电路如右图所示。　　1．　　在365nm、405nm、436nm、546nm、577nm五种单色光下分别测出光电管的伏安特性曲线，并根据此曲线确定遏止电位差值，计算普朗克常量h。　　2．　　作v-Ua的关系曲线，用一元线形回归法计算光电管阴极材料的红限频率、逸出功及h值，并与公认值比较。　　3．　　在波长为577nm的单色光，电压为20V的情况下，分别在透光率为25%、50%、75%时的电流，进而研究饱和光电流与照射光强度的关系　　1．波长为365nm:　　2.波长为405nm:　　3.波长为436nm:　　4.波长为546nm:　　5.波长为577nm:　　6.波长为577nm,电压为20V:　　U-I1．波长为　　16　　14　　12　　10　　8　　I/uA　　6　　4　　2　　-2　　2．波长为3．波长为　　8　　6　　I/uA　　4　　2　　4.波长为-　　5.波长为　　实验题目：光电效应法测普朗克常量实验目的：1.了解光电效应的基本规律；　　2.用光电效应方法测量普朗克常量和测定光电管的光电特性曲线。　　实验原理：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质，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所示。　　1．　　光电流与入射光强度的关系　　光电流随加速电位差U的增加而增加，加速电位差增加到一定量值后，光电流达到饱和值和值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。2．　　光电子的初动能与入射频率之间的关系　　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