光电效应法测定普朗克常数

1、光电效应法测定普朗克常数【实验目的】 一、进一步理解光的量子性和爱因斯坦光电效应方程。二、学习测量普朗克常数的方法。三、掌握小型光栅单色仪和微电流计的调节方法。 【实验原理】 一、光电效应和爱因斯坦方程 二、光电管的实际伏安特性曲线一、光电效应和爱因斯坦方程GD为光电管，K为阴极，A为阳极，G为微电流计，V为电压表，R为滑线变阻器。调节R可使A、K之间获得由U经过0V到U连续变化的电压。当一定光强的单色光照射光电管的阴极时，阴极释放出光电子，并在电场作用下向阳极漂移，于是在回路中产生光电流。光电效应实验规律 1、饱和电流： 光强一定时，随着电压的增加，光电流趋于一 个饱和值。 对于不同的光强，

2、饱和光电流与光强成正比。 同一频率,不同入射光强时IUAK曲线2、存在截止电压： 当光电管两端加反向电压时，光电流迅速减小，但不立即降为零，直至反向电压到达U0时，光电流才为零，U0称为截止电压。这说明此时具有最大动能的光电子刚好被反向电场所阻挡。3、截止电压U0与入射光的频率成线性关系。U0 n 曲线4、存在截止频率：只有入射光频率 大于0 时，才能产生光电效应，0称为截止频率。对于不同的金属阴极，0值也不同。但这些直线的斜率都一样。5、瞬时效应：频率大于截止频率0的光一照到阴极上，立即有光电子产生。 爱因斯坦光电效应方程 光束由光子构成，频率为的光束，光子能量为 = n h. 当光子照到金

3、属外表时，其能量一次为金属中的电子全部吸收，而不需积累能量的时间。1当h00 = W/h截止频率时才发生光电效应。(2) 即截止电压U0 与入射光频率 成线性关系。 由实验可确定该直线的斜率，从而算出普朗克常数h。3当频率一定时，入射光强 P 越大，光子数目越多，那么单位时间内产生光电子数目越多，饱和光电流强度就越大。即在同一频率下，饱和光电流强度Im 正比于入射光强P。4当光子入射金属外表时，一个光子携带的能量 h一次为一个电子全部吸收，假设 0 ，电子立即逸出而不需时间积累。即光电效应具有瞬时性。二、光电管的实际伏安特性曲线 实测电流实线为零处阴极电流并不为零，此时的电压也不是截止电压U0

4、U0；由于光电管阳极电流很快到达饱和，实测电流曲线拐点对应的电压 U0 很接近阴极电流为零处的电压 U0 ， U0 U0 ，这种求出截止电压的方法称为“拐点法。 【实验内容与步骤】 1、分别翻开溴钨灯和测量放大器的电源，测量放大器需要预热。2、调节光源和透镜：使光源发出的光经过透镜聚焦后，恰好照在单色仪的入缝上，并使光斑与入缝对称。3、调节单色仪。先将实验室光线调暗，再用一张白纸放在单色仪的出缝处，将波长读数轮调到零。一边在零线附近微微转动读数轮，一边观察白纸屏有无白光输出，直到有白光输出为止。读出此时的读数，作为“零点误差修正以后的波长读数。波长读数轮主尺上“一毫米对应着100 nm的波长；

5、套筒上均匀地分为50个小格，每个小格对应1 nm。 4、将读数轮置于546nm修正值。取下光电管暗盒盖，使其对准单色仪的出缝处。5、调好测量放大器的零点位置。调节电位器旋钮，从1V开场，缓慢改变电压，观察电流变化，记住电流开场明显升高的电压值。然后，还是从1V开场，依次读取电压和电流值，在电流升起点附近，增加测量点的密度，以使作图准确。电流变成正值后，加大测量点的间隔。倍率用0.001键。在电压升高的过程中，假设微电流计的指针置于零点以下，需要按下电流换向键。6、按照上述方法，依次完成577nm、600nm、650nm和680nm的测量。 【实验报告要求 】一、在坐标纸上作出5种波长的UI曲线

6、。要求：准确找到数据点，连成光滑曲线，明显标出拐点，确定各拐点对应的电压截止电压U0。二、在坐标纸 上作出U0 直线。要求： U0 取绝对值，算出各波长对应的频率，做拟合直线，在此直线上找到两点求斜率。三、计算h的值，与公认值h01034Js 比较算出相对误差。四、写出误差分析，并作考虑题：P1264题。546nm577nm600nm650nm680nmU(V)I(10-8)AU(V)I(10-8)AU(V)I(10-8)AU(V)I(10-8)AU(V)I(10-8)A-1-16-0.9-11-0.8-7.5-0.7-2.0-0.6-1-0.8-15.8-0.7-10.8-0.6-7.2-0

7、.5-1.9-0.4-0.8-0.7-15.5-0.6-10.6-0.5-7.0-0.4-1.8-0.3-0.6-0.6-15-0.5-10.4-0.45-6.8-0.35-1.7-0.25-0.3-0.5-13.6-0.45-9.9-0.4-6.2-0.3-1.5-0.2-0.1-0.45-11.5-0.4-8.5-0.35-5.2-0.25-1.0-0.150.1-0.4-7.5-0.35-5.5-0.3-2.2-0.20-0.11.5-0.35-1-0.30-0.2-0.252.0-0.152.2-0.055.5-0.36.8-0.257.5-0.29.8-0.17.8012-0.2516.5-0.217-0.1519.2-0.0515.50.0520.5-0.227.5-0.1528.2-0.130.5026.20.130-0.1540.2-0.141.6-0.0545.20.0538.50.1540.5-0.154-0.0556.8061.70.1520.252.2表一 不同波长下电压和