高中物理奥林匹克竞赛复赛 实验考核课件 实验二十 用光电效应测定普朗克常数.ppt

实验二十用光电效应测定普朗克常数普朗克常数（h）的发现，在物理学的发展史上具有划时代的意义，因为它第一次表明了辐射能量的不连续性，这是现代物理学中富有革命性的事件。随着它的出现，物理学进入了一个新时代。这个理论物理学的新概念，导致了玻尔在1913年建立量子分子论。普朗克常数可以根据爱因斯坦方程??，利用光电效应实验测出。通过本实验，有助于学生理解量子理论和更好地认识普朗克常数。实验二十用光电效应测定普朗克常数【实验目的】1．测定普朗克常数。2．通过光电效应实验验证爱因斯坦方程。【实验装置】实验二十用光电效应测定普朗克常数【实验内容】1．调整仪器（1）将光源、光电管暗盒，微电流测量仪（微电流放大仪如图所示）安排在适当位置，光源离暗盒约?30～50cm，暂不接线。一般光电管的伏安特性曲线从负电压做起，因此，将测量放大器的有关开关和旋钮置于下列位置：“电流极性”置“-”，“工作选择”置“DC”，“电压极性”置“-”，“电压量程”置“-3”，“电压调节”逆时针方向调至最小。并将“倍率”开关置“短路”档，“扫描位置”置任意位置。实验二十用光电效应测定普朗克常数【实验内容】1．调整仪器（2）打开测量放大器电源，预热?20～30?分钟。用遮光罩盖住光电管暗盒窗口（光窗上的光栏勿动），打开光源（汞灯）预热。注意，点亮的汞灯如果熄灭，需经?3～5?分钟冷却后才能再开。（3）待测量放大器充分预热后，先调整仪器零点，即调节“零点”旋钮，使微安表指零。再校正仪器满度，即将“倍率”开关置“满度”档，调节“满度”旋钮，使微安表指满度。实验二十用光电效应测定普朗克常数【实验内容】2．测量光电管的暗电流（1）连接好光电管暗盒与测量放大器之间的电缆线、地线和阳极电源线（接线柱?A?）.测量放大器“倍率”旋钮置合适的档。（例如×10-7?档）.（2）顺时针缓慢调节“电压调节”旋钮、并合理地改变“电压量程”和“电压极性”开关，并注意“电流极性”开关的正确选择，以保证能正确反映出电流指示值来。测量从?-3～+3?伏特不同电压下相应的电流值（电流值＝倍率×电表读数）.此时所读得的为光电管的暗电流。实验二十用光电效应测定普朗克常数【实验内容】3．测量光电管的伏安特性曲线（1）将光源出射孔对准光电管暗盒窗口（目测），测量放大器“倍率”置合适的档（例如×10-5?档）.取去光电管暗盒上的遮光罩，换上滤色片。“电压调节”从?-3?伏特调起，缓慢增加，先观察一遍不同滤色片下的电流变化情况，记下电流偏离零点发生明显变化的电压范围，以便多测几个实验点。（2）在粗测的基础上进行精确测量并记录。从短波长起小心地逐次更换滤色片（切忌改变光源和光电管暗盒之间的相对位置），仔细读出不同频率入射光照射下的光电流，随电压的变化数据。实验二十用光电效应测定普朗克常数【实验内容】3．测量光电管的伏安特性曲线（3）用毫米方格纸仔细作出不同波长（频率）的伏安特性曲线。从曲线中认真找出如图20-1（b）所示的各反向光电流开始变化的“抬头点”a’，确定截止电压?Us.（4）以频率??为横坐标，截止电压?Us?为纵坐标作图，则??曲线应该是一条直线。求出直线的斜率?k?.代入公式，求出普朗克常数?h?.并计算出所测值与公认值之间的误差。公认值??焦耳·秒。实验二十用光电效应测定普朗克常数【注意事项】1．测量放大器及汞灯需充分预热才能做实验。2．滤色片要放在光电管上，不能放在汞灯上，每次更换滤色片时都要用遮光罩先把汞灯罩住。【预习思考题】1．怎样观察暗电流？2．怎样测量某一频率??的入射光所对应的截止电压?Us?？实验测量中截止电压?Us?是不是对应于电流?I=0?的点？3．截止电压?Us?和入射光频率??的关系式怎样？由此式可以测定什么常数？**微电流测量仪光电管汞灯五种不同波长的滤色片**