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 光电检测装置包括：（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1普朗克常数的测定 根据爱因斯坦的光电效应方程：EP hv Ws（ 1）（其中：Ep是电子的动能，hv是光子的能量， 的频率，Ws是逸出功，h是普朗克常量。） Ws是材料本身的属性

2、，所以对于同一种材料 生光电子，即存在一个产生光电效应的截止频率v是光Ws是一样的。V。（ V。AG当光子的能量 hv Ws时不能产Ws/ h 川l|l|-这时的反向电压叫截止电压。 得hUs （ve（其中V。 Ws/h ）式中h、e都是常量，对同一光电管 V。也 是常量，实验中测量不同频率下的Us，做出Us V曲线。在（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k -可以求出普朗克常数 h。由直线e上的截距可以求出溢出功 Ws，由直线在v轴上的截距可以求 出截止频率V。如图（2）所示。V。）(3)UsOWs/e-,V。图（2）实验中：将A和K间加上反向电压U ka（ A接负极

3、）,它对光电子运动起减速作用 .随着反向电压Uka的增加，到达阳极的光电子的数目相应减少，光电流减小。当Uka Us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eUs Ep（ 2）将（2）式代入（1）式,入射光频率不同时， 截止电压也不同。2、测量光电管的伏安特性曲线在照射光的强度一定的情况下，光电管中的电流 与光电管两端的电压U AK之间存在着一定的关系。四、实验内容1将仪器的连线接好；2、 经老师确认后，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

4、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Uak，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Us （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 Uak （范围在1 50V ），记录电压Uak 和对应的光电流|。Uak(V)-2.50-2.25-2.00-1.75-1.50-1.25-1.20-1.15-1.10-1.051( 1O-10A)-26.0-25.0-24.

5、2-23.0-22.0-18.0-16.5-14.5-12.0-8.8Uak(V)-1.00-0.970.000.250.50.751.001.251.501.751( 10-10A)-4.00.02.202.703.003.303.603.803.904.00五、数据的测量与处理2、测光电管的伏安特性曲线：波长为400nm对应的| Uak表mm， L mmUak(V)-2.50-2.25-2.00-1.75-1.50-1.25-1.15-1.10-1.05-1.001( 10-10A)-34.0-33.0-32.0-30.0-29.0-26.8-25.0-24.0-21.0-18.0Uak(

6、V)-0.95-0.90-0.8400.250.500.751.001.251.50l( 10-10A)-13.0-8.003.003.904.404.805.105.405.60波长为430nm对应的| U AK表mm, L mmI-3-2-1 0 1X Axis Title波长为460nm对应的| U AK表mm, L mmUak(V)-2.50-2.25-2.00-1.75-1.50-1.25-1.00-0.90-0.85-0.801( 10-10A)-43.0-42.0-41.0-40.0-38.0-36.0-31.0-25.0-20.0-12.0Uak(V)-0.77-0.75-0.

7、7400.250.500.751.001.251.50l( 10-10A)-7.0-2.704.15.406.306.807.207.607.80ol-sCYLULU1 LULU峯i関西障wuo乙g坠月做9|；!1 Sjxv x2-e-8V-乙tr人 xtn-rtuIUIUo-doosk-| IUIU08809801/8OZZOOZ00900oz-09k092-）109L9乙J00 J9Z00909200p90-990-Lzo-9zo-（A）vn000城-0Z-08-06-0H7-017-0917-0IP-0817-009-（y ）i080-980-060-960-00k9乙J-09 k9Zk

8、0oz-9乙z-09Z-（A）vn峯血n i阴羽障wuo6t7区月强1( 10-10A)-52.8-52.0-48.0-44.0-41.0-37.0-32.0-26.0-22.0-13.0Uak(V)-0.57-0.5600.250.500.751.001.251.501.75l( 10-10A)-4.003.95.66.406.97.47.808.018.30風-54-3-2 -1X Axis Title0 1-5-41、普朗克常数的测定表一、U0 v关系光阑孔mm入射光波长i(nm)400.0430.0460.0490.0520.014对应频率Vi( 10 Hz)7.5006.9776.5226.1225.769截止电压us ( V)-2.25-2.06-1.85-1.7-1.53Uo v直线图X 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 h06.62 10 34JgS)直线斜率K=0.41597直线在v轴的截距 =2.063直线在U轴的截距 B=-0.85823 并有h ek求出普朗克常