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光电效应和普朗克常数测定

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光电效应和普朗克常数测定光电效应和普朗克常数测定 实验一 光电效应和普朗克常数测定 实验目的 1(通过实验了解光的量子性。 2(测量光电管的弱电流特性,找出不同光频率下的截止电压。 3(验证爱因斯坦方程,并由此求出普朗克常数。 实验仪器 光电管,高压汞灯,滤色片,微电流测量放大器。 实验原理 在光的照射下,从金属表面释放电子的现象称为光电效应。光电效应的基本规律可归纳为:光电流与光强成正比;入射光频率低于某一临界值时,不论光的强度如何,v0都没有光电子产生,称为截止频率;光电子的动能与光强无关,与入射光频率成正比。 v0...

光电效应和普朗克常数测定
光电效应和普朗克常数测定 实验一 光电效应和普朗克常数测定 实验目的 1(通过实验了解光的量子性。 2(测量光电管的弱电流特性,找出不同光频率下的截止电压。 3(验证爱因斯坦方程,并由此求出普朗克常数。 实验仪器 光电管,高压汞灯,滤色片,微电流测量放大器。 实验原理 在光的照射下,从金属 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 面释放电子的现象称为光电效应。光电效应的基本规律可归纳为:光电流与光强成正比;入射光频率低于某一临界值时,不论光的强度如何,v0都没有光电子产生,称为截止频率;光电子的动能与光强无关,与入射光频率成正比。 v0 爱因斯坦突破了光的能量连续分布的观念,他认为光是以能量的光量子的E,hv形式一份一份向外辐射。光电效应中,具有能量的一个光子作用于金属中的一个自hv 由电子,光子能量或者被完全电子吸收,或者完全不hv 单色光吸收。电子吸收光子能量后,一部分用于逸出功,hve,G AK剩余部分成为逸出电子的最大动能为 ,A2 (6—1—1) mv2,hv,e,maxV 此式称为爱因斯坦方程。式中为普朗克常数,公hR-34认值为6.626176×10J,s。即存在一截止频率,此时 吸收的光子能量恰好用于电子逸出功,没有多余的动能。E 2图6—1—1hv,e,,0由上式可知,当时,则,存在mv2,0 hve,一截止频率,此时吸收的光子能量恰好用于电子逸出功,没有多余能量。因而v0 hv,e,当时没有光电流,只有入射光的频率时才有光电流。由于不同金属的逸v,v0 出功数值不同,所以有不同的截止频率。当时,光电子具有较大动能,在阳极不v,v0 加电压,甚至阳极电位低于阴极电位时,也会有光电子到达阳极,产生为光电流。 本实验采用减速电场法,如图6—1—1所示。单色光透过光电管的玻璃口照射到阴极K上,从K发射出的光电子向阳极A运动,在阳极加上相对阴极为负的电压U,以阻0止光电子向阳极运动。随着反射电压U的增加,到达阳极的电子数减少,光电流减少,0 当反向电压满足 2 (6—1—2) eU,mv20max 将没有光电子到达阳极,光电流为零。称为截止电压。由(6—1—1)和(6—1U0 2)两式得 — eU,hv,e,0 即 hvU, (6—1—3) ,0e 将代入(6—1—3)式有 ,,hve0 (6,,U,hve,hve,hv,ve000 1—4) —I (6—1—4)式表明,对同一种光电阴极材料制成 的光电管,其截止电压U和入射光频率成线性关系。v01直线斜率k=h/e。当时,U=0,没有光电子逸出。 v,v002U0OU对于不同频率的光,可以得到与之对应的I-U特34性(光电伏安特性)曲线和截止电压U的值,可在方0 C格坐标纸上作出U,图线,根据已知的电子电量ev0 1.理想阴极发射电流  2.实测曲线值和图线斜率k即可确定普朗克常数h的值。 3.暗电流     4.阳极发射电流对于本实验还需要说明 图6—1,2(,)暗盒中的光电管即使没有光照射,在外加 电压下也会有微弱电流,称暗电流。其主要原因是极 间绝缘电阻漏电和阴极在常温下的热电子发射等。暗电流与外加电压基本上成线性关系。 (,)阳极上沉积有阴极材料,遇到由阴极散射的光或其它杂散光的照射,也会发射光电子,反向的电压对阳极发射的光电子起加速作用,形成反向饱和电流。 由于以上原因,致使实测曲线光电流为零时所对应的电压并不是截止电压,真正的截止电压在该曲线的直线部分与曲线部分相接的点C处,如图,—,,,所示。 实验内容 ,(测试前的准备 (,)认真阅读光电效应实验仪的使用说明书。 (,)安放好仪器,用遮光罩罩住暗盒的光窗。插上电源预热20,30分钟然后调整测量放大器的零点和满度。 ,(测量光电管的暗电流 (,)连接好光电暗盒与测量放大器之间的屏蔽电缆、地线和阳极电源线。测量放 -6大器的“倍率”旋钮置×10档。 (,)顺时针缓慢旋转“电压调节”旋钮,并适当地改变“电压量程”和“电压极性”开关。仔细 记录 混凝土 养护记录下载土方回填监理旁站记录免费下载集备记录下载集备记录下载集备记录下载 在不同电压下的相应电流值(电流值=倍率×电表读数×微安)。此时所读得的即为光电管的暗电流。 -特性 ,(测量光电管的IU (,)让光尖锐出射孔对准暗盒窗口,并使暗盒离开光30,50厘米。测量放大器 -6“倍率”旋钮置×10挡。撤去遮光罩,换上滤色片。“电压调节”从-3伏或-2伏调起,缓慢增加,先观察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使精确测量。 (,)在上述粗测的基础上进行精确测量记录。从短波长起小心地逐次换入滤色片,仔细读出不同频率入射光照射下的光电流,并记录数据,注意在电流开始变化的地方多读几个值。 (,)在方格纸(如25×20厘米)上,仔细作出不同波长(频率)的-曲线。IU从曲线中认真找出电流开始变化的“抬头点”,确定的截止电压。 IUAK0 (,)把不同频率下的截止电压描绘在方格纸上。如果光电效应遵从爱因斯坦方U0 f(v)程,则U=曲线应该是一条直线。求出直线的斜率k =ΔU/Δv,求出普朗克常数0 0 h =ek,计算出所测值与公认值之间的误差。 (,)改变光源与暗盒的距离L和光阑孔φ,重复上述步骤,,,次。 注意事项 ,(必须在了解仪器的使用规则后方可进行实验。 ,(滤色片是经精选和精加工的,更换时注意避免污染,使用前应用擦镜纸认真揩擦以保证良好的透光。 ,(更换滤色片时应先将光源出射孔遮盖,实验完毕后应用遮光罩盖住暗盒光窗,以免强光照射阴极缩短光电管寿命。 ,(光源射出的光必须直射光电管的阴极,此时暗盒可作左右及高低调节。为避免光线直射阳极,测试时光窗处宜加φ4,6毫米的光阑。 ,(测量放大器须充分预热,测量才能准确。接线时先接好地线,后接信号线,注意不能将输出端与地短路,以免烧毁电源 思考题 1(什么叫光电效应,爱因斯坦提出的光电效应理论有哪些内容, 2(说明光电效应与光频率、光强 、逸出功、截止电压、截止频率的关系,简述暗电流产生的原因及测量方法。 3(用什么方法求出普朗克常数h,截止电压U与入射光频率有什么关系,当U=000时有什么结论, 4(在实验中,若改变光电管上的照度,对I-U曲线有何影响,
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