普朗克常数测量的实验

1、_普朗克常数测量的实验一、实验仪器GD-4 型智能光电效应(普朗克常数 )实验仪 ( 由光电检测装置和实验仪主机两部分组成)光电检测装置包括：光电管暗箱GDX-1 ，高压汞灯箱GDX-2 ；高压汞灯电源GDX-3 和实验基准平台GDX-4 。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、实验原理AKG1、普朗克常数的测定V根据爱因斯坦的光电效应方程：EP hv Ws（1）图（ 1）(其中： EP 是电子的动能，hv 是光子的能量，v 是光的频率， Ws 是

2、逸出功 , h 是普朗克常量。 )Ws 是材料本身的属性，所以对于同一种材料Ws 是一样的。当光子的能量hvWs 时不能产生光电子，即存在一个产生光电效应的截止频率v0 （ v0 Ws / h ）实验中：将 A 和 K 间加上反向电压 U KA ( A 接负极 ), 它对光电子运动起减速作用.随着反向电压 U KA 的增加 , 到达阳极的光电子的数目相应减少,光电流减小。 当 U KAU s 时，光电流降为零，此时光电子的初动能全部用于克服反向电场的作用。即-可编辑修改 -_eUsEP（ 2）这时的反向电压叫截止电压。入射光频率不同时，截止电压也不同。将（ 2 ）式代入（ 1 ）式，得U sh

3、v0）（ 3 ）U s （ ve（其中 v0 Ws / h ）式中 h、e 都是常量，对同一光电管v0 也是常量，实验中测量不同频率下的U s，做出 U sv 曲线。在O v0vWs / e图（ 2）（3 ）式得到满足的条件下，这是一条直线。若电子电荷 e ，由斜率 khh。由直线上的截距可以求出溢出功Ws ，可以求出普朗克常数e由直线在 v 轴上的截距可以求出截止频率v0 。如图（ 2）所示。2、测量光电管的伏安特性曲线II M在照射光的强度一定的情况下，光电管中的电流I与光电管两端的电压U AK 之间存在着一定的关系。U sU AK四、实验内容-可编辑修改 -_1、将仪器的连线接好；2、经

4、老师确认后，接通电源预热仪器20 分钟；3、熟悉仪器，进行一些简单的操作，并将仪器调零；4、普朗克常数的测定选定某一光阑孔径为的光阑（记录其数值） ，在不改变光源与光电管之间的距离L 的情况下，选用不同滤色片（分别有为 400nm ，430nm ，460nm ，490nm ，520nm ），调节光电管两端的电压U AK ，使得光电管中的电流为0，将此时光电管两端的电压表示为U s（称为截止电压），将其记录下来；5、测量光电管的伏安特性曲线观察 5 条谱线在同一光阑孔径为（记录其数值） ，在不改变光源与光电管之间的距离L（记录其数值） 的情况下， 改变光电管两端的电压U AK （范围在150V

5、），记录电压 U AK和对应的光电流I 。五、数据的测量与处理-可编辑修改 -_U AK（ V）-2.50-2.25-2.00-1.75-1.50-1.25-1.20-1.15-1.10-1.05（10-10A）I-26.0-25.0-24.2-23.0-22.0-18.0-16.5-14.5-12.0-8.8U AK（ V）-1.00-0.970.000.250.50.751.001.251.501.75（ 10-10A） -4.00.02.202.703.003.303.603.803.904.00I2、测光电管的伏安特性曲线：波长为 400nm 对应的 IU AK 表mm， Lmm-可编

6、辑修改 -_U AK（V）-2.50-2.25-2.00-1.75-1.50-1.25-1.15-1.10-1.05-1.00（ 10-10A） -34.0-33.0-32.0-30.0-29.0-26.8-25.0-24.0-21.0-18.0IU AK（V）-0.95-0.90-0.8400.250.500.751.001.251.50（10-10A）I-13.0-8.003.003.904.404.805.105.405.60etliTsixAY6420-2-4-6-8-10-12-14-16-18-20-22-24-26-28-2波长为 430nm 对应的 IU AK 表mm ， Lm

7、m-可编辑修改 -_B6#0-6etliTsixAY-12-18-24-30-3-2-1012X Axis Title-可编辑修改 -_波长为 460nm 对应的 IU AK 表mm ， LmmU AK（ V）-2.50-2.25-2.00-1.75-1.50-1.25-1.00-0.90-0.85-0.80（ 10 -10A） -43.0-42.0-41.0-40.0-38.0-36.0-31.0-25.0-20.0-12.0IU AK（ V）-0.77-0.75-0.7400.250.500.751.001.251.50（ 10 -10A） -7.0-2.704.15.406.306.80

8、7.207.607.80IBetliTsixAY6#0-6-12-18-24-30-36-42-3-2-1012X Axis Title-可编辑修改 -_U （V）-2.50-2.25-2.00-1.75-1.50-1.25-1.00-0.95-0.90-0.85-0.80AK（ 10-10A） -50.0-48.0-47.0-45.0-43.0-41.0-39.0-38.0-37.0-34.030.0IU （V）-0.75-0.71-0.66-0.6400.250.500.751.001.251.50AK（ 10-10A） -25.0-16.0-7.004.306.007.007.708.1

9、08.508.80I波长为 490nm 对应的 IU AK 表mm ， Lmm-可编辑修改 -_U AK（V）-4.50-4.25-3.00-2.00-1.50-1.00-0.80-0.70-0.65-0.60（ 10-10A） -52.8-52.0-48.0-44.0-41.0-37.0-32.0-26.0-22.0-13.0IU （V）-0.57-0.5600.250.500.751.001.251.501.75AK（ 10-10A） -4.003.95.66.406.97.47.808.018.30I波长为 520nm 对应的 IU AK 表mm ， LmmetliTsixAY-1-1-

10、2-3-3-4-4-可编辑修改 -_etliTsixAYB6#0-6-12-18-24-30-36-42-48-54-5-4-3-2-1012X Axis Title1、普朗克常数的测定表一、 U 0 v关系光阑孔mm入射光波长（ nm）400.0430.0460.0490.0520.0i对应频率 （1014Hz）7.5006.9776.5226.1225.769vi截止电压 U s （ V ）-2.25-2.06-1.85-1.7-1.53U 0v 直线图-可编辑修改 -_etliTsxiAY2.32.22.12.01.91.81.71.61.5B#68X Axis Title根 据 表 一 的 实 验 数 据 （ 用 最 小 二 乘 法 处理 ） 得 ： ( e 1.602 10 19C h0 6.62 10 34 J S )直线斜率 K=0.41597直线在 v 轴的截距=2.063直线在 U 轴