光电效应测普朗克常量实验报告

光电效应测普朗克常量试验报告一、试验题目光电效应测普朗克常数二、试验目的1、通过试验深刻理解爱因斯坦的光电效应理论，了解光电效应的根本规律；2、把握用光电管进展光电效应争论的方法；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、仪器用具〔五个、光阑〔两个、光电管、测试仪四、试验原理1、光电效应与爱因斯坦方程用适宜频率的光照耀在某些金属外表上时，会有电子从金属外表逸出，这种爱因斯坦提出了“光量子”的概念，认为对于频率为的光波，每个光子的能量为式中， 为普朗克常数，它的公认值是 =6.626 。依据爱因斯坦的理论，光电效应的实质是当光子和电子相碰撞时，光子把全方程：〔1〕式中，为入射光的频率，mv为光电子逸出金属外表的初1mv2速度，

为被光线照耀的金属材料的逸出功，2 为从金属逸出的光电子的最大初动能。0U被称为光电效应的截止电压。0明显，有〔2〕代入〔1〕式，即有〔3〕由上式可知，假设光电子能量hW，则不能产生光电子。产生光电效应的最低频率是0

Wh，通常称为光电效应的截止频率。不同材料有不同的逸出功，因而0也不同。由于光的强弱打算于光量子的数量，所以光电流与入射光的强光强无关，只与光子〔3〕式改写为0〔4〕上式说明，截止电压U是入射光频率2，当入射光的频0率

时，截止电压U

khe是一00个正的常数：000〔5〕由此可见，只要用试验方法作出不同频率下的U 0斜率，就可以通过式〔5〕求出普朗克常数h。其中量。

是电子的电Uv直线02、光电效应的伏安特性曲线AK以下图是利用光电管进展光电效应试验的原理图。频率为、强度为的光线KA电压UK、AAKAK用，随着电压U 的增加，到达阳极的光电子将渐渐增多。当正向电压 增AK加到Um时，光电流到达最大，不再增加，此时即称为饱和状态，对应的光电流即称为饱和光电流。光电效应原理图由于光电子从阴极外表逸出时具有肯定的初速度，所以当两极间电位差为零时，仍有光电流I电压到达截止电压时，光电流为零。题：暗电流和本底电流存在，可利用此，测出截止电压〔补偿法。阳极电流。制作光电管阴极时，阳极上也会被溅射有阴极材料，所以光I～U伏安特性曲线五、试验步骤1、调整仪器(1)连接仪器；接好电源，翻开电源开关，充分预热〔20〕。每换一次量程，必需重调零。光罩，装好遮光筒，调整好暗盒与汞灯距离。2h2～＋2VA将直径为4mm的光阑和365.0nm的滤色片装在光电管电暗箱输入口上。从高到低调整电压，用“零电流法”测量该波长对应U ，并数据记录。0〔1〕、〔2〕、〔3〕。测量三组数据你，然后对h取平均值。3、测量光电管的伏安特性曲线暗盒光窗口装365.0nm滤光片和4mm1V截止电压值.。(3)U～I。六、试验记录与处理3654054365465778.2147.4086.8795.4903654054365465778.2147.4086.8795.4905.1961.7161.3681.1730.6200.4921.7121.3981.1790.6150.4911.7001.3901,1650.6180.485频率ν(×1014Hz)截止电压U0〔V〕

第一次测量结果及处理：其次次测量结果及处理：第三次测量结果及处理：2h3654054365465778.2147.4086.8795.4905.1961.7241.4081.1833654054365465778.2147.4086.8795.4905.1961.7241.4081.1830.6240.5043〔波长λ=436nm光阑Ф=2mm〕U〔V〕I〔×1011A〕U〔V〕I〔×1011A〕U〔V〕I〔×1011A〕-2-0.2944.32071.9-10.41048.02173.704.21151.42275.1111.11254.92376.6217.81357.92477.8324.01460.32579.6426.91562.52681.4530.11664.52782.5633.51766.52882.8737.01868.32983.4840.81969.93085.2光电管的伏安特性曲线光电管的伏安特性曲线〕110080600 40系列1〔I-5200-20051015U〔V〕20253035七、误差计算由上面图表，零电流法三次测量的结果误差依次为：E=-2.93% E=-1.99% E=-2.85%1 2 3补偿法测量的结果误差为：E=-2.05%八、试验分析争论分析误差产生缘由是：由于热电子放射、和光电管管壳漏电等缘由造成；它们均使光电流不行能降为零且随电压的变化而变化。3、光电管制作时产生的影响：〔1〕、由于制作光电管时，阳极上也往往溅IKAUKA曲线图所示。为了准确地确定截止电压US，就必需去掉暗电流和反向电流的影I＝0US4〔1从不同频率的伏安特性曲线读到的“抬头电压”〔截止电压不同人读得的不一样经过处理后的到Us v曲线也不一样，测出的数值就不一样；〔2〕调零时，可能会消灭误差，及在测量时生怕也会使原来调零的系统不再准确。5、参考值本身就具有肯定的准确度，本身就有肯定的误差。6、理论本身就有肯定的误差，例如，1963Ready试验时，觉察了与爱因斯坦方程偏离的奇异光电放射。1968TeichWolgaGaAsh=1.48eVA=2.3eV下，不会有光电子放射，然而现象却发生了，不但有光电子放射，而且光电流进一步的试验说明，可以三个、多个、甚至40个光子同时被电子吸取而放射光n光电效应历史用。电花。〔MaxPlanck〕对光电效应作出最初解释，并h统称布兰科常数〔Planck”sconstant〕，f不太确定。1902〔Lenard)也对其进展了争论，指出光电效应是金属中的电子吸取了入射光的能量而从外表逸出的现象。但无法依据当时的理论加以解释；190526Ek=hf-W，W便是所需将电子从金属外表上自由化的能量。而Ek呢就是电子自由后具有的势能。h的其他方法1、2〔补偿法、零电流法、拐点法〕2X射线光电效应法3X射线原子游离法4567X射线连续谱短波限法8、电子-正电子对湮没辐射法91962年由约瑟夫森提出的测定2e/h的沟通约瑟夫森效应法10、 由冯·克利青于1980年觉察的量子霍尔效应,测定h/e2的量子霍尔效应法11、 由英国国家物理试验室的基布尔等人于 1990年承受的直接测定h的通电动圈法12、 用磁化率测量普朗克常量〔基于测量弱磁物质磁化率的根本原理,使用大学物理试验用的(Gouy)磁天