光电效应和普朗克常数的测定

光电效应和普朗克常数的测定填空题光电效应的实验事实表明，对应于一定的辐射频率，有一电压U。，当UakWUo时，电流为零，U。被称为截止电压。光电效应的定律指出，照射光的频率与极间端电压Uak—定时，饱和光电流的大小与入射光的强度成正比。对于不同频率的光，其截止电压的值不同，截止电压与入射光频率成正比关系。当入射光频率低于某极限值v。（Vo随不同阴极金属材料而异）时，不论光的强度如何，照射时间多长，都没有光电流产生。V。称为截止频率。光电效应是瞬时效应。即使入射光的强度非常微弱，只要频率大于截止频率,在开始照射后立即有光电子产生，所经过的时间至多为10一9秒的数量级。爱因斯坦的光量子理论成功地解释了光电效应的实验规律。写出爱因斯坦提出的光电效应方程：hv=-mt>02+A2问答题如何通过光电效应测量普朗克常数？光电效应实验表明，截止电压U。是频率v的线性函数，即eU0=hv—A直线斜率k=h/eoe为电子电荷常数，对于给定的光电管，只要用实验方法得出不同的辐射频率对应的截止电压，求出直线斜率，就可算出普朗克常数h。零电流法和补偿法测量截止电压有何区别？零电流法是直接将各谱线照射下测得的电流为零时对应的电压Uak的绝对值作为截止电压U。。此法的前提是阳极反向电流、暗电流和本底电流都很小，用零电流法测得的截止电压与真实值相差较小。补偿法调节电压Uak使电流为零后，保持Uak不变，遮挡汞灯光源，此时测得的电流I为电压接近截止电压时的暗电流和本底电流。重新让汞灯照射光电管，调节电压Uak使电流值显示为I,将此时对应的电压Uak的绝对值作为截至电压Uoo此法可补偿暗电流和本底电流对测量结果的影响。根据你的测量数据，确定光电管阴极材料的电子逸出功A?根据eUo=hv-AALhv-eU。二6.626X10弋収8.214X1014-l.602X10_19Xl.750=2.640XIO'19JA2=6.626XIO-31X7.408X1014-l.602X10_19Xl.436=2.579X10'19JA3=6.626X10_34X6.879X1014-l.602X10_19Xl.206=2.626X10'19JA,=6.626X10_34X5.490X1014-l.602X10_19X0.616=2.651X10'19JA5=6.626X10-34X5.196X1014-l.602X10_19X0.496=2.648X10'19JA=2.629X10_19J数据处理实验数据1：Uo—V关系波长入i(nm)365.0404.7435.8□46.1577.0频率Ui(X1014Hz)8.2147.4086.8795.4905.196截正电压UOi(V)1.7501.4361.2060.6160.4961.作出不同频率下截止电压Ua和频率V的关系曲线，求岀普朗克常数h、截止频率实验数据实验数据2：I—Ik关系©二4mm实验数据实验数据2：I—Ik关系©二4mm1)1)取Uo-V直线上两点A(8.0X10n1.65)B(6.0X1011,0.80)=0.425xl0"14=0.425xl0"14K二"8.0x1014-6.0x1014则h=ek=l.602X10'19X0.425X10'14=0.6808X10'33J.S相对误差」h°-hI_6.626x10亠-6.808x10亠"h_相对误差」h°-hI_6.626x10亠-6.808x10亠"h_6.626x10®=0.0275=2.8%2）最小二乘法求h：一15&214+7.408+6.879+5.490+5.1965x1014=6.6374x1014Hz1.750+1.436+1.206+0.616+0.4965=1.1008VUoUoV=7.3.6X1014V2二4.406X10®U0U0.V=7.854X1014V2二4.536X1029所以=0.412538xl0'14v.u0-y.u0_7.306x1014-7.854x10所以=0.412538xl0'14v2-^__4.406xl029-4.536xl029h=ek二1.602X10^X0.413X1()7=6・616><10亠J.S相对误差3=漳型二辔竺J0.00151=0.15%h6.626x10亠由Uo-v直线得截止频率Vo=4.08xlOHz由U°-V直线求电子逸出功A直线截距为：・1.63v根据eU0=hv—AA/e=-l.63vA=1.602X10_19X1.63=2.611X107

入/nm%(V)・12515202224263032354050365I(X10_10A)0.98.120.655.866.066.268.371.073.674.775.277.080.8404I(X10_loA)0.13.26.912.814.315.115.215.616.616.516.917.4l&l436I(X10'10A)0.17.617.031.034.635.736.638.239.039.540.441.343.1546I(X10'10A)02.54.9&08.78.99.29.39.69.79.910.210.8577I(X10_1°A)02.13.76.07.2&08.89.09.39.59.810.010.0绘制相同光强，不同频率入射光照射下，光电管的伏安特性曲线。1/(X10_10A)2W0.010.020.030.040.050.0U/v实验数据实验数据3：L(—P关系Uak二50V入=546nmL=400nm实验数据实验数据3：L(—P关系Uak二50V入=546nmL=400nm光阑孔经e/mm248I(X10'10A)8.016.568.73、作出同一频率光照，不同光阑孔径下的I—P特性曲线，验证饱和光电流与入射光强成正比。1)入射光强与光阑孔面积成正比，因此光电流与光阑孔径的关系为二次曲线。T/(x光电管的I・P曲线T/(x光电管的I・P曲线80.0光阑孔面积S/mm：n4ji16nI(X10'10A)8.016.568.7实验数据实验数据6：I—Uak关系入二436nmL二400mm实验数据实验数据4：lx—P关系Uak二50Ve二2mmA=365nm入射距离L/mm400380360340320300I(X10_10A)34.039.644.153.259.871.7实验数据5：A—P关系Uak二50Ve=4mm入二436nm入射距离L/mm400380360340320300I(X10_10A)4&755.365.071.681.397.04、作出同一频率光照，不同光程距离下的I—P特性曲线，验证饱和光电流与入射光强成正比。入射光强与光程距离近似成正比，因此光电流与光程距离的关系为近似直线关系。

0/mmUak(V)02481216202428323640502I(X10_10A)0.42.44.15.97.48.49.19.810.410.811.511.812.64I(X10_lo