光电效应实验薛-ppt课件

1、郑州大学物理实验中心 薛新莲 当一定频率的光照射到某些金属外表上时，当一定频率的光照射到某些金属外表上时，可以使电子从金属外表逸出，这种景象称可以使电子从金属外表逸出，这种景象称为光电效应，所产生的电子称为光电子。为光电效应，所产生的电子称为光电子。 1887年赫兹发现了光电效应。年赫兹发现了光电效应。 爱因斯坦爱因斯坦Albert Einstein, 1879-1955Albert Einstein, 1879-1955因在实际物理方面的成就，尤其是发现了光电效因在实际物理方面的成就，尤其是发现了光电效应的规律，获得了应的规律，获得了19211921年度的诺贝尔物理学奖。年度的诺贝尔物理学奖

2、。 A.爱因斯坦爱因斯坦 密立根密立根Robert Andrews Millikan,1868-1953)因对根本电荷和光电效应的研讨，获得了因对根本电荷和光电效应的研讨，获得了1923年度的诺贝尔物理学奖。年度的诺贝尔物理学奖。 R.密粒根密粒根 经过对实验景象的观测和分析，了解光电效应的规律和光的量子性。 观测光电管的弱电流特性，找出不同光频率下的截止电压。 了解光的量子性实际与动摇实际，并验证爱因斯坦方程进而求出普朗克常数。光电效应实验原理图 光线照在光电管阴极K上如右图所示，便有电子逸出-光电子，光电子在电场作用下构成光电流，并且光照越强，光电流越大。在阴极K与阳极A之间加反向电场，那

3、么光电子分开阴极后将受反向电场妨碍作用 。饱和光电流与入射光强成正比；(频率一样光电效应存在一个截止频率0 ，当入射光的频率 0 时，不论光的强度如何都没有光电子产生；光电子的初动能与光强无关，而与入射光的频率成正比；只需 0 ，无论光强如何，都会立刻引起光电子发射。 爱因斯坦方程爱因斯坦方程Wmh221v光子的能量为光子的能量为1 1 “光量子假设：光量子假设： 爱因斯坦受普朗克量子假设的启发，提出了光量子假设。爱因斯坦受普朗克量子假设的启发，提出了光量子假设。2 解释实验解释实验 对同一种金属，W 一定 ，EK 与光强无关爱因斯坦光量子实际圆满地解释了光电效应的各条实验规律。 逸出功与逸出

4、功与资料有关资料有关当光子照射金属时，金属中的电子全部吸收光子的能量当光子照射金属时，金属中的电子全部吸收光子的能量hv，电子把光子能量的一部分变成它逸出金属外表所需的功电子把光子能量的一部分变成它逸出金属外表所需的功W，另一部分转化为光电子的动能另一部分转化为光电子的动能 当 K、A 间加反向电压，光电子抑制电场力作功，当电压到达某一值 Us 时，光电流恰为0。 Us称反向截止电压。光电子动能转换成电势能。 截止电压的大小反映光电子初动能的大小。2max21mvEk|Use根据爱因斯坦方程，只需当 hW 才会有光电子发射，即截止频率为0 =W/h0值随金属种类不同而不同。 实验中可用不同频率

5、的入射光照射，分别找到相应的遏止电压Us，就可作出Us- 的实验直线，此直线的斜率就是 。另外该直线与坐标横轴的交点，又可以求出光电阴极的截止频率 0 。 ehk 由爱因斯坦方程及截止频率截止电压定义式可得出的Us与入射光频率成直线关系。 实践丈量的光电管伏安特性曲线如以下图所示。这是由于在实验进展时，光电管中还伴有三个景象，反向电流、暗电流和本底电流。曲线的下部转变为直线，转变点B(抬头点)对应的外加电压值才是截止电压。 GDh1型光电管型光电管 THQPC1型微电流测试仪型微电流测试仪 实验仪器实验仪器 按照光源、光电管暗盒和微电流测试仪的顺序将仪器安放在适当位置。将测定仪的“电流输入端和

6、“电压输出端用屏蔽线与光电管暗盒上的“K和“A端衔接。 将光源上出光孔和暗盒上入光孔分别用挡光盖盖上，电源开关翻开，让汞灯预热5分钟以上，然后再翻开微电流测试仪电源开关预热20-30分钟。 充分预热后，先调整零点，后校正满度即100微安，丈量放大器“倍率旋钮置10-11档。 让光源出光孔与暗盒入光孔程度对准，二者间距取35-45cm并选用直径为5mm,10mm,20mm中的恣意一个孔光栅。先选择短波通光片，电流测试仪上输出电压调为5V调起，缓慢添加先察看一遍不同滤色片下的电流变化情况，记下电流明显变化的电压值以便准确丈量。 在粗测的根底上进展准确丈量记录。由短波到长波逐次换上五种不同波长的通光片，这样可记5组IU值，留意丈量点应合理分配。并记录入表格，读数时在电流开场变化的地方多读几个值。较为准确地找出抬头点。一、根据丈量数据作出5种不同频率的照射光所对应 的IU伏安特性曲线，由此确定5种不同频率的照射光所对应截止电压值。型型 号号NG365NG405NG436NG546NG577选用波长（选用波长（A）36504047435854615770频率频率1014（Hz）8.227.416.885.94