光电效应测普朗克常量.docx

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光电效应测普朗克常量

光电效应测普朗克常量

光电效应测普朗克常量

装备02

2010037033

光电效应实验———实验简介

当光照在物体上时，光的能量仅部分的以热的形式为物体吸收，而另一部分则转换为物体中某些电子的能量，使电子溢出物体表面，这种效应称为光电效应，溢出的电子称为光电子。

根据爱因斯坦理论，每个光子的能量为

其中h为普朗克常数，是近代量子物理中的重要常数。

而本实验就是利用光电效应法来测得普朗克常数。

光电效应实验———实验原理

根据爱因斯坦理论，光能是以光电子的形式一份一份地向外传递，每个光子的能量为

，式中

焦耳·秒，称为普朗克常数，是近代量子理论的重要常数，v是光的频率。

在光电效应中，光子的能量一次全部传给金属中的电子。

这电子所获得的能量一部分用来使它从金属中逸出所必须的共A，另一部分能量变转化为光电子的最大初动能。

于是有

式中m是电子质量，V是电子最大初速度，这就是著名的爱因斯坦光电效应方程式。

由这个方程式可知光电效应的规律为：

1.当hv≥A，v≥A/h=v0时，才能使光电子逸出金属表面。

v0称为截止频率，取决于金属材料。

2.光电子的初动能只取决于光的频率。

3.光子多少，决定光的强弱，光强增加，光子数增加，逸出的电子数也多。

为了测出光电子的初动能，采用如下图的实验电路。

在光电管两端加上反向电压，当单色光照射到光电管阴极K时，由阴极逸出的光电子具有初动能，在反向电压下逆着电场力方向由阴极K向阳极A运动，随着反向电压的增大，光电流逐渐减小，当反向电压增加到V0时，光电流降为0，此时光电子做的功等于逸出的初动能，即

因此，在试验中只要改变入射光的频率，可求得普朗克常数。

光电效应实验———实验内容

1．了解光电效应的基本规律。

2．熟悉普朗克常数测定仪的操作比并用光电效应方法测量普朗克常数。

光电效应实验———实验仪器

光电效应实验仪器

包括GD-5光电管、单色仪、水银灯、检流计、直流电源、直流电压表、滑线变阻器、临界电阻箱。

GD-5光电管：

置于暗箱之中，是实验中产生光电效应的元件。

反射式单色仪：

调整入射、出射的狭缝和调节鼓轮的读数，改变棱镜的转角，就可以得到所需要的单色光。

水银灯:

即汞灯，用于作线光源。

直流电源：

为电路提供电源支持。

检流计

用来检验电路有无电流通过，测量微电流。

检流计使用前要进行调零工作，调零的时候用调零旋钮将检流计的显示光标调到0点处。

直流电压表

用于测量光电管两端的电压。

测量光电管的正向特性的时候，用量程为0~50伏的直流电压表；测量光电管的反向特性的时候，用量程为0~1500毫伏的直流电压表。

滑线变阻器

作分压器用，分压器在电源电路接通以前，应使输出电压取最小值；电源接通后再调整其输出电压，切断电源前也应使输出电压取最小值，以免损坏电表。

临界电阻箱

为了使检流计工作于临界阻尼之下，必须首先调节临界电阻箱至一定的阻值。

数据记录

正向伏安特性

5770埃

5461埃

4358埃

4047埃

反向伏安特性

5770埃

5461埃

4358埃

4047埃

正向特征曲线图

反向特征曲线图

实验数据处理

实验小结

通过本次实验，我基本掌握了光电效应的基本原理，也了解了用光电效应测量普朗克常量的基本原理和方法。

实验中，遇到的主要问题是操作的不熟练，经常出错误。

在看光电效应特性曲线时候，由于读数的不精确，导致最后的实验结果误差较大。

最终测的的普朗克常量为

（J.S），和已知的普朗克常量为相比，误差很大。

由计算机的闲心回归计算得到电子逸出功为

（J）；红限频率为

（Hz）。

本次实验，我的收获主要是对该实验法更加熟悉了，但是出现了较大误差是由于我的粗心造成的。

我一定会在以后的实验中更加小心谨慎！