光电效应(ɡuānɡdiànxiàoyìng)法测定普朗克常数溴钨灯聚光镜单色仪光电管测量放大器台面第一页，共17页。【实验(shíyàn)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(chángshù)的方法。三、掌握小型光栅单色仪和微电流计的调节方法。第二页，共17页。【实验(shíyàn)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(tèxìng)曲线第三页，共17页。一、光电效应(ɡuānɡdiànxiàoyìng)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(jīngguò)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。第四页，共17页。光电效应实验(shíyàn)规律1、饱和电流：光强一定时，随着(suízhe)电压的增加，光电流趋于一个饱和值。对于不同的光强，饱和光电流与光强成正比。同一频率,不同入射光强时I～UAK曲线第五页，共17页。2、存在截止电压(diànyā)：当光电管两端加反向电压(diànyā)时，光电流迅速减小，但不立即降为零，直至反向电压(diànyā)达到U0时，光电流才为零，U0称为截止电压(diànyā)。这表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(diànyā)U0与入射光的频率成线性关系。U0～n曲线第六页，共17页。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(xiélǜ)都相同。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。第七页，共17页。爱因斯坦光电效应(ɡuānɡdiànxiàoyìng)方程光束由光子构成，频率(pínlǜ)为ν的光束，光子能量为=nhν.当光子照到金属表面时，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。第八页，共17页。（1）当hν0
ν0=W/h（截止频率）时才发生光电效应。(2)即截止电压(diànyā)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。第九页，共17页。（3）当频率一定时，入射光强P越大，光子数目越多，则单位(dānwèi)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）当光子入射金属表面时，一个光子携带的能量(néngliàng)h一次为一个电子全部吸收，若>0，电子立即逸出而不需时间积累。即光电效应具有瞬时性。第十页，共17页。二、光电管的实际伏安特性(tèxìng)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′≠U0）；由于光电管阳极电流很快达到饱和(bǎohé)，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”。第十一页，共17页。【实验(shíyàn)
内容
财务内部控制制度的内容财务内部控制制度的内容人员招聘与配置的内容项目成本控制的内容消防安全演练内容
与步骤】1、分别打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(jùjiāo)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100nm的波长；套筒上均匀地分为50个小格，每个小格对应1nm。）第十二页，共17页。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开始，缓慢改变电压，观察电流变化，记住电流开始明显升高(shēnɡɡāo)的电压值。然后，还是从1V开始，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，以使作图精确。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(shēnɡɡāo)的过程中，如果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。第十三页，共17页。【实验报告要求(yāoqiú)】一、在坐标纸上作出5种波长的U—I曲线。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(jiézhǐ)电压U0）。二、在坐标纸上作出U0—ν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（h0=6.6261761034Js）比较算出相对误差。四、写出误差分析，并作思考题：P126—4题。第十四页，共17页。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-1-16-0.9-11-0.8-7.5-0.7-2.0-0.6-1-0.8-15.8-0.7-10.8-0.6-7.2-0.5-1.9-0.4-0.8-0.7-15.5-0.6-10.6-0.5-7.0-0.4-1.8-0.3-0.6-0.6-15-0.5-10.4-0.45-6.8-0.35-1.7-0.25-0.3-0.5-13.6-0.45-9.9-0.4-6.2-0.3-1.5-0.2-0.1-0.45-11.5-0.4-8.5-0.35-5.2-0.25-1.0-0.150.1-0.4-7.5-0.35-5.5-0.3-2.2-0.20-0.11.5-0.35-1-0.30-0.2-0.252.0-0.152.2-0.055.5-0.36.8-0.257.5-0.29.8-0.17.8012-0.2516.5-0.217-0.1519.2-0.0515.50.0520.5-0.227.5-0.1528.2-0.130.5026.20.130-0.1540.2-0.141.6-0.0545.20.0538.50.1540.5-0.154-0.0556.8061.70.1520.252.2表一不同波长下电压(diànyā)和光电流数值第十五页，共17页。第十六页，共17页。表二不同频率入射光的截止(jiézhǐ)电压波长（nm）546nm577nm600nm650nm680nm频率（×1014Hz）5.495.205.004.624.41截止电压（V）-0.538-0.442-0.370-0.222-0.144第十七页，共17页。
浙公网安备 33021202002483