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光电效应
实验目的:
(1)了解光电效应的规律,加深对光的量子性的理解
(2)测量普朗克常量h。
实验仪器:
ZKY-GD-4光电效应实验仪
1微电流放大器2光电管工作电源
3光电管4滤色片
5汞灯
实验原理:
原理图如右图所示:入射光照射到光电管阴极K上,产
生的光电子在电场的作用下向阳极A迁移形成光电流。改变
外加电压V,测量出光电流I的大小,即可得出光电管得伏
AK
安特性曲线。
1)对于*一频率,光电效应I-V关系如图所示。从图
AK
中可见,对于一定频率,有一电压V,当V≤V时,电流为
0AK0
0,这个电压V叫做截止电压。
0
2)当V≥V后,电流I迅速增大,然后趋于饱和,饱和光电流IM的大小与入射光的强
AK0
度成正比。
3)对于不同频率的光来说,其截止频率的数值不同,如右图:
4)对于截止频率V与频率的关系图如下所示。V与成正比关系。当入射光的频率
00
低于*极限值时,不论发光强度如何大、照射时间如何长,都没有光电流产生。
5)光电流效应是瞬时效应。即使光电流的发光强度非常微弱,只要频率大于,在
-9
开始照射后立即就要光电子产生,所经过的时间之多为10s的数量级。
实验内容及测量:
1将4mm的光阑及365nm的滤光片祖昂在光电管暗箱光输入口上,打开汞灯遮光盖。从低
到高调节电压(绝对值减小),观察电流值的变化,寻找电流为零时对应的V值,以其绝对
AK
值作为该波长对应的值,测量数据如下:
波长/nm365404.7435.8546.1577
频率
/8.2147.4086.8975.495.196
截止电压/V1.6791.3351.1070.5570.434
频率和截止电压的变化关系如图所示:
.z.
-
由图可知:直线的方程是:y=0.4098*-1.6988所以:h/e=0.4098×,
当y=0,即时,,即该金属的截
止频率为。也就是说,如果入射光如果频率低于上值时,不管光强多大也不能产生光电流;
频率高于上值,就可以产生光电流。
根据线性回归理论:
可得:k=0.40975,与E*CEL给出的直线斜率相同。
我们知道普朗克常量,所以,相对误差:
2测量光电管的伏安特性曲线
1)用435.8nm的滤色片和4mm的光阑
实验数据如下表所示:
435.8nm4mm光阑I-VAK的关系
VIVIVIV
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