光电效应测普朗克常量实验报告.doc

  1. 1、本文档共10页,可阅读全部内容。
  2. 2、有哪些信誉好的足球投注网站(book118)网站文档一经付费(服务费),不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
  3. 3、本站所有内容均由合作方或网友上传,本站不对文档的完整性、权威性及其观点立场正确性做任何保证或承诺!文档内容仅供研究参考,付费前请自行鉴别。如您付费,意味着您自己接受本站规则且自行承担风险,本站不退款、不进行额外附加服务;查看《如何避免下载的几个坑》。如果您已付费下载过本站文档,您可以点击 这里二次下载
  4. 4、如文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“版权申诉”(推荐),也可以打举报电话:400-050-0827(电话支持时间:9:00-18:30)。
查看更多
实验原理 光电效应 当一定频率的光照射到某些金属表面上时,可以使电子从金属表面逸出,这种现象称为光电效应。所产生的电子,称为光电子。光电效应是光的经典电磁理论所不能解释的。当金属中的电子吸收一个频率为的光子时,便获得这光子的全部能量,如果这能量大于电子摆脱金属表面的约束所需要的脱出功W,电子就会从金属中逸出。按照能量守恒原理有: hν= 上式称为爱因斯坦方程,其中和是光电子的质量和最大速度,12mvm2是光电子逸出表面后所具有的最大动能。它说明光子能量小于W时,电子不能逸出金属表面,因而没有光电效应产生;产生光电效应的入射光最低频率0=W/,称为光电效应的极限频率(又称红限)。不同的金属材料有不同的脱出功,因而υ0也是不同的。由(1)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 显然,有 eU0-12m 代入(1)式,即有 hν=eU0+W 由上式可知,若光电子能量 hν<W,则不能产生光电子。产生光电效应的最低频率是 ν0=Wh U0 上式表明,截止电压 U0是入射光频率 ν的线性函数,如图2,当入射光的频率 ν=v0时,截止电压 h=ek (5) 由此可见,只要用实验方法作出不同频率下的 U0-ν曲线,并求出此曲线的斜率,就可以通过式(5)求出普朗克常数 h 图2 U0-v 直线 2. 光电效应的伏安特性曲线 图3是利用光电管进行光电效应实验的原理图。频率为ν、强度为P的光线照射到光电管阴极上,即有光电子从阴极逸出。如在阴极K和阳极A之间加正向电压UAK,它使K、A之间建立起的电场对从光电管阴极逸出的光电子起加速作用,随着电压 UAK的增加,到达阳极的光电子将逐渐增多。当正向电压 UAK增加到 图3 光电效应原理图 由于光电子从阴极表面逸出时具有一定的初速度,所以当两极间电位差为零时,仍有光电流I存在,若在两极间施加一反向电压,光电流随之减少;当反向电压达到截止电压时,光电流为零。 图4 入射光频率不同的I-U曲线 图5 入射光强度不同的I-U曲线 爱因斯坦方程是在同种金属做阴极和阳极,且阳极很小的理想状态下导出的。实际上做阴极的金属逸出功比作阳极的金属逸出功小,所以实验中存在着如下问题: (1) 暗电流和本底电流。当光电管阴极没有受到光线照射时也会产生电子流,称为暗电流。它是由电子的热运动和光电管管壳漏电等原因造成的。室内各种漫反射光射入光电管造成的光电流称为本底电流。暗电流和本底电流随着K、A之间电压大小变化而变化。 (2) 阳极电流。制作光电管阴极时,阳极上也会被溅射有阴极材料,所以光入射到阳极上或由阴极反射到阳极上,阳极上也有光电子发射,就形成阳极电流。由于它们的存在,使得I~U曲线较理论曲线下移,如图6所示。 图6 伏安特性曲线 五、 数据记录与处理 1、零电流法测h 滤色片波长λ/nm 365.0 404.7 435.8 546.1 577.0 过滤色片后光的频率ν/×1014 8.214 7.408 6.879 5.490 5.196 电压示数U/V 第一组 1.630 1.333 1.122 0.522 0.388 第二组 1.631 1.334 1.118 0.523 0.389 第三组 1.628 1.333 1.118 0.522 0.387 第一组:普朗克常数:6.65×10-34J 第二组:普朗克常数:6.64×10-34J 第三组:普朗克常数:6.64×10-34J 2、补偿法测h 滤色片波长λ/nm 365.0 404.7 435.8 546.1 577.0 过滤色片后光的频率ν/×1014 8.214 7.408 6.879 5.490 5.196 电压示数U/V 1.638 1.339 1.122 0.521 0.390 普朗克常数:6.68×10-34J 3、伏安特性曲线 见下页。 六、思考讨论 1、什么是光电效应,及内,外光电效应和单光子,多光子光电效应。 当一定频率的光照射到某些金属表面上时,可以使电子从金属表面逸出,这种现象称为光电效应。所产生的电子,称为光电子。 常说的光电效应是外光电效应,即电子从金属表面逸出。内光电效应是光电效应的一种,主要由于光量子作用,引发物质电化学性质变化。内光电效应又可分为光电导效应和光生伏特效应。光电导效应:当入射光子射入到半导体表面时,半导体吸收入射光子产生电子空穴对,使其自生

您可能关注的文档

文档评论(0)

188****7880 + 关注
实名认证
内容提供者

该用户很懒,什么也没介绍

1亿VIP精品文档

相关文档