光电效应测普朗克常量实验报告材料
光电效应与普朗克常量的测定实验报告
实验目的：本实验旨在通过光电效应实验测定普朗克常量，并验证光电效应与普朗克常量之间的关系。
实验原理：光电效应是指当光照射到金属表面时，金属会发射出电子的现象。
根据爱因斯坦的解释，光电效应可以用粒子模型解释，即光子（光的量子）与金属表面上的电子相互作用，使得电子获得足够的能量，从而克服金属表面的束缚力逸出。
普朗克常量（h）是描述光子的能量与频率之间关系的物理常数，它与光电效应中的电子动能和光的频率之间有关系，可以通过光电效应实验进行测定。
实验装置：光源：提供可调节的单色光源。
光电管：包括光敏阴极和阳极，用于测量光电子的电流。
电压源：用于给光电管提供适当的反向电压。
电流计：用于测量光电子的电流。
实验步骤：将光电管与电压源和电流计连接起来，确保电路正常。
调节光源的单色光频率，使其能够照射到光电管的光敏阴极上。
逐渐增加反向电压，直到观察到电流计指针发生明显变化。
记录此时的反向电压和光电管的电流值。
重复步骤3和步骤4，分别改变光源的频率和光强，记录对应的反向电压和电流值。
统计所得的数据，绘制反向电压和光电流的关系曲线。
根据实验数据和绘制的曲线，利用普朗克关系E = hf（E为光电子的动能，h为普朗克常量，f为光的频率），进行普朗克常量的测定。
实验结果与讨论：根据实验所得的反向电压和光电流的关系曲线，可以利用普朗克关系计算得到普朗克常量的数值。
在实验中应注意排除误差因素，如光强的变化、测量误差等，以提高实验结果的准确性。
结论：通过光电效应实验测定普朗克常量，并与理论值进行比较，验证了光电效应与普朗克常量之间的关系。
实验结果与理论值的接近程度可以评估实验的准确性，并对光电效应和普朗克常量的物理意义进行讨论。
需要注意的是，实验报告中还应包括实验装置的详细描述、数据记录、数据处理方法和结果分析等内容，以及可能的误差来源和改进措施。
这些信息可以根据具体的实验条件和要求进行适当调整和补充。
用光电效应测普朗克常数实验报告
用光电效应测普朗克常数实验报告光电效应是指当光照射到金属表面时，金属会产生电子的现象。
这一现象的发现为量子物理学的发展提供了重要的实验依据，其中普朗克常数的测量是光电效应的一个重要应用。
本实验旨在利用光电效应测定普朗克常数，并通过实验数据进行分析和讨论。
实验仪器和材料：1. 光电效应实验装置。
2. 汞灯。
3. 光电管。
4. 电压表。
5. 电流表。
6. 薄金属板。
7. 直尺。
8. 卷尺。
9. 计时器。
实验步骤：1. 将汞灯放置在实验台上，调整灯的位置和倾斜角度，使其光线垂直照射到光电管的光敏表面。
2. 将光电管的阳极和阴极与电压表和电流表相连，调整电压表和电流表的量程。
3. 用直尺和卷尺测量光电管到汞灯的距离，并记录下来。
4. 打开汞灯，调整电压和电流，使光电管发射出最大电流。
5. 用计时器记录下从光电管发射电子到电流稳定的时间，重复多次实验，取平均值。
实验数据处理：1. 根据实验数据，绘制出光电管电流与电压的曲线图。
2. 利用实验数据和曲线图，计算出光电管的阈频和最大动能电压。
3. 根据阈频和最大动能电压，利用光电效应的基本方程，计算出普朗克常数的数值。
实验结果分析：根据实验数据和计算结果，我们得到了普朗克常数的近似值，并与理论值进行比较。
通过对比分析，我们可以得出实验结果的可靠性和准确性。
同时，我们也可以探讨实验中可能存在的误差来源，并提出改进的建议。
实验结论：通过本次实验，我们成功利用光电效应测定了普朗克常数，并得到了较为准确的实验结果。
同时，我们也对光电效应的基本原理和实验方法有了更深入的理解。
这一实验为量子物理学的研究提供了重要的实验数据和参考依据。
总结：本实验通过测定光电效应，成功测定了普朗克常数，并对实验结果进行了充分的分析和讨论。
通过本次实验，我们不仅获得了实验数据，还加深了对光电效应和普朗克常数的理解，为量子物理学的研究和应用提供了重要的实验基础。
光电效应测普朗克常量实验报告-普朗克常量-光电
光电效应测普朗克常量实验报告-普朗克常量-光电实验目的：通过光电效应实验，测量普朗克常量，并了解光电效应的基本原理和应用。
实验仪器：1.光电效应实验装置2.数字多用表实验原理：光电效应是指在一些金属或半导体表面，当被光照射时，由电子被激发而跃出表面，这种现象叫做光电效应。
光子作为能量的微粒，具有一定的能量和频率，当光子的能量大于金属的功函数时，光子与金属表面相交作用，使金属中的自由电子受到激发而跃出，形成光电子。
当光子能量高于功函数时，电子可以跃出金属表面，这种现象叫做外光电效应或费米面以下的光电效应，而当光子能量低于功函数时，电子无法跃出金属表面，这种现象叫做内光电效应或费米面以上的光电效应。
符号说明：V:加速电压I：光电管输出电流f:光的频率h:普朗克常量e:元电荷K:逸出功h/e:比值实验步骤：1.打开实验室电源，并打开实验箱。
2.将吸收电压V0设为0。
3.用计时器和万用表分别测量导线的电位和当前的电流。
4.调节汞灯的极间距离，在一定距离范围内改变电压V，测量需要满足条件：I<I饱和,且I随V的增大呈线性变化。
5.采取多点法，测量下表中不同频率下的V。
f(Hz) V(V) I(mA)5.0*10^146.0*10^147.0*10^148.0*10^149.0*10^1410.0*10^146.根据数据作出电流随电压变化的连接线。
7.读取截距，算出逸出功。
I-V直线方程：I=K/h*(V-V0)8.根据逸出功和电压差，计算出普朗克常量。
h=f(K/e+V0/e)/I=f*(K/e+V0/e)/I实验结果记录：根据实验得到的数据，通过计算绘制I-V曲线，求出逸出功K，进而计算普朗克常量h，数据记录如上表。
实验误差分析：实验误差来源主要有电压、电流与频率的测量误差。
在实验过程中，可能存在测量设备的误差，增加了实验的误差。
实验结论与意义：本次实验通过测量光电效应，在一定范围内对金属的光电效应进行了测量，求出逸出功K和普朗克常量h。
光电效应测普朗克常量实验资料报告材料
大学物理实验报告课程名称：普通物理实验（2）实验名称：光电效应测普朗克常量学院：专业班级：学生：学号：实验地点：座位号：实验时间：一、实验目的：1、研究光电管的伏安特性及光电特性。
2、比较不同频率光强的伏安特性曲线与遏制电压。
3、了解光电效应的规律，加深对光的量子性的理解。
4、验证爱因斯坦光电效应方程，并测定普朗克常量h。
二、实验仪器：YGD-1 普朗克常量测定仪（有75W卤钨灯、小型光栅单色仪、光电管和微电流测量放大器、A/D转换器、物镜一套）图（1）1—电流量程调节旋钮及其量程指示； 2—光电管输出微电流指示表；3—光电管工作电压指示表； 4—微电流指示表调零旋钮；5—光电管工作电压调节（粗调）； 6—光电管工作电压调节（细调）；7—光电管工作电压转换按钮; 8—光电管暗箱；9—滤色片，光阑（可调节）总成； 10—档光罩；11—汞灯电源箱； 12—汞灯灯箱。
三、实验原理：光电效应的实验示意图如图1所示，图中GD是光电管，K是光电管阴极，A为光电管阳极，G 为微电流计，V 为电压表，E 为电源，R 为滑线变阻器，调节R 可以得到实验所需要的加速电位差AK U 。
光电管的A 、K 之间可获得从 U -到0再到 U +连续变化的电压。
实验时用的单色光是从低压汞灯光谱中用干涉滤色片过滤得到，其波长分别为： nm nm nm nm nm 577 ,546 ,436 ,405 ,365。
无光照阴极时，由于阳极和阴极是断路的，所以G 中无电流通过。
用光照射阴极时，由于阴极释放出电子而形成阴极光电流（简称阴极电流）。
加速电位差AK U 越大，阴极电流越大，当AK U 增加到一定数值后，阴极电流不 再增大而达到某一饱和值H I ，H I 的大小和照射光的强度成正比（如图2所示）。
加速电位差AK U 变为负值时，阴极电流会迅速减少，当加速电位差AK U 负到一定数值时，阴极电流变为“0”，与此对应的电位差称为遏止电位差。
光电效应测普朗克常数实验报告
光电效应测普朗克常数实验报告
通过光电效应实验测量普朗克常数。
实验仪器和材料：
1. 光电效应实验装置：包括一束单色光源、一个光电池、一个电压源、一个微安表和一个电阻箱。
2. 改变光源的波长的装置：包括一个光栅和一个转动装置。
3. 连接电路的导线和接线板。
实验原理：
光电效应是指当光线照射到金属表面时，金属表面的电子受到光的能量的激发，从而离开金属表面成为自由电子的现象。
实验中，使用光电池测量光电流和光电压，通过改变光源的波长，可以得到光电流和光电压与波长的关系，从而得到普朗克常数。
实验步骤：
1. 将实验装置中的光栅装置安装好，将一束单色光通过光栅分光，然后照射到光电池上。
2. 调整转动装置，改变光源的波长，记录下光电流和光电压的数值。
3. 重复步骤2，测量不同波长下的光电流和光电压数据。
实验数据处理和分析：
根据实验得到的光电流和光电压数据，可以绘制光电流与波长和光电压与波长的关系曲线。
通过分析曲线的斜率和截距，可以得到普朗克常数的估计值。
实验结果和讨论：
根据实验得到的光电流与波长和光电压与波长的关系曲线，可以通过线性拟合的方法得到斜率和截距。
根据普朗克方程，可以确定普朗克常数的估计值。
然后与理论值进行对比，讨论实验误差和改进方法等。
结论：
通过光电效应实验测量得到普朗克常数的估计值，并与理论值进行对比，验证了普朗克方程的正确性。
实验结果与理论值的差异可以通过改进实验装置和方法来减小误差。
该实验方法可用于教学中的实践教学和科学研究中的常数测量。
光电效应测普朗克常量实验报告
光电效应测普朗克常量实验报告1.引言光电效应是指金属表面被光照射时，光子与金属中自由电子相互作用，将光子的能量转化为电子的动能，从而产生电流的现象。
普朗克常量是描述光电效应的重要物理常量，它与光子的能量之间存在着一种基本关系。
本实验旨在通过测量不同波长的光照射下，光电流随光强度变化的实验数据，并利用实验数据计算普朗克常量。
2.实验仪器和原理本实验使用的主要仪器有：石英光电管、可调光源、微安表、测微器等。
光电管是一种将光信号转化为电信号的装置，它的工作原理是当光子通过光电管时，会与金属中的电子发生作用，使电子获得一定动能，从而产生电流。
光电管经过光阑限制只能接收到一束经过光衰减器调节的光，调节光强度可以通过改变光衰减器的旋钮来实现。
3.实验步骤1)首先，通过调节光源的光强度，使得微安表刻度在合适的量程范围内，并记录下光源的功率。
2)为了确定光电流与光强度之间的关系，可以通过固定光源功率，逐渐改变入射光的波长，测量光电流随光强度变化的实验数据。
3)将实验数据整合，并画出光电流随光强度的曲线图。
4)利用实验数据计算普朗克常量。
4.结果与分析根据实验数据整理后，我们得到了光电流随光强度变化的曲线图。
在实验过程中，我们发现当光源功率较小时，光电流与光强度之间存在线性关系；但当光源功率增大时，光电流与光强度之间出现饱和现象。
这是因为当光源功率较小时，每个光子与光电管中的电子发生作用的概率较小，因此光电流与光强度存在线性关系；而当光源功率较大时，大量光子与电子作用，光电流已接近饱和状态，无法再继续增大。
利用实验数据计算得到的普朗克常量与理论值相比较，可以发现它们在实验误差内是一致的。
这说明通过测量光电流与光强度的关系，我们能够较为准确地测量出普朗克常量。
5.实验误差分析和改进措施1)采用更为精确的仪器和测量方法，如使用高精度的功率计和微安表。
2)提高实验的精度，增加实验重复性，减小人为操作的影响。
3)通过加大光衰减器的步长，并且测量多个数据点，可以更好地捕捉到光电流与光强度之间的关系。
光电效应和普朗克常量的测定-实验报告
光电效应和普朗克常量的测定创建人：系统管理员总分：100实验目的了解光电效应的基本规律，学会用光电效应法测普朗克常量；测定并画出光电管的光电特性曲线。
实验仪器水银灯、滤光片、遮光片、光电管、光电效应参数测试仪。
实验原理光电效应：当光照射在物体上时，光子的能量一部分以热的形式被物体吸收，另一部分则转换为物体中一些电子的能量，是部分电子逃逸出物体表面。
这种现象称为光电效应。
爱因斯坦曾凭借其对光电效应的研究获得诺贝尔奖。
在光电效应现象中，光展示其粒子性。
光电效应装置：S为真空光电管。
内有电极板，A、K极板分别为阳极和阴极。
G为检流计（或灵敏电流表）。
无光照时，光电管内部断路，G中没有电流通过。
U为电压表，测量光电管端电压。
由于光电管相当于阻值很大的“电阻”，与其相比之下检流计的内阻基本忽略。
故检流计采用“内接法”。
用一波长较短（光子能量较大）的单色光束照射阴极板，会逸出光电子。
在电源产生的加速电场作用下向A 级定向移动，形成光电流。
显然，如按照图中连接方式，U 越大时，光电流I 势必越大。
于是，我们可以作出光电管的伏安特性曲线，U=I 曲线关系大致如下图：随着U 的增大，I 逐渐增加到饱和电流值IH 。
另一方面，随着U 的反向增大，当增大到一个遏制电位差Ua 时，I 恰好为零。
此时电子的动能在到达A 板时恰好耗尽。
光电子在从阴极逸出时具有初动能221mv ，当U=Ua 时，此初动能恰好等于其克服电场力所做的功。
即：||212a U e mv = 根据爱因斯坦的假设，每粒光子有能量hv =ε。
式中h 为普朗克常量，v 为入射光波频率。
物体表面的电子吸收了这个能量后，一部分消耗在克服物体固有的逸出功A 上，另一部分则转化为电子的动能，让其能够离开物体表面，成为光电子。
于是我们得到爱因斯坦的光电效应方程：A m hv +=2v 21 由此可知，光电子的初动能与入射光频率成线性关系，而与光强度无关。
（光强度只对单位时间内逸出物体表面的光电子的个数产生影响） 光电效应的光电阈值：红限：当入射光频率v 低于某一值0v 时，无论用多强的光照都不会发生光电效应。
光电效应测普朗克常量实验报告(附实验数据及分析)
实验题目:光电效应测普朗克常量实验目的: 了解光电效应的基本规律。
并用光电效应方法测量普朗克常量和测定光电管的光电特性曲线。
实验原理: 当光照在物体上时，光的能量仅部分地以热的形式被物体吸收，而另一部分则转换为物体中某些电子的能量，使电子逸出物体表面，这种现象称为光电 效应，逸出的电子称为光电子。
光电效应实验原理如图1所示。
1．光电流与入射光强度的关系光电流随加速电位差U 的增加而增加，加速电位差增加到一定量值后， 光电流达到饱和值和值I H ，饱和电流与光强成正比，而与入射光的频率无关。
当U= U A -U K 变成负值时，光电流迅速减小。
实验指出，有一个遏止电位差U a 存在，当电位差达到这个值时，光电流为零。
2．光电子的初动能与入射频率之间的关系光电子从阴极逸出时，具有初动能，在减速电压下，光电子逆着电场力方向由K 极向A 极运动。
当U=U a 时，光电子不再能达到A 极，光电流为零。
所以电子的初动能等于它克服电场力作用的功。
即a eU mv =221 (1） 每一光子的能量为hv =ε，光电子吸收了光子的能量h ν之后，一部分消耗于克服电子的逸出功A ，另一部分转换为电子动能。
由能量守恒定律可知:A mv hv +=221 （2） 由此可见，光电子的初动能与入射光频率ν呈线性关系，而与入射光的强度无关。
3．光电效应有光电存在实验指出，当光的频率0v v <时，不论用多强的光照射到物质都不会产生光电效应，根据式（2），hAv =0，ν0称为红限。
由式（1）和（2）可得：A U e hv +=0，当用不同频率（ν1，ν2，ν3，…，νn ）的单色光分别做光源时，就有:A U e hv +=11,A U e hv +=22,…………,A U e hv n n +=,任意联立其中两个方程就可得到ji j i v v U U e h --=)( （3）由此若测定了两个不同频率的单色光所对应的遏止电位差即可算出普朗克常量h ，也可由ν-U 直线的斜率求出h 。
光电效应法测定普朗克常数实验报告
光电效应法测定普朗克常数实验报告一、实验目的本实验旨在通过光电效应法测定普朗克常数，并掌握使用光电效应法测定普朗克常数的实验方法。
二、实验原理光电效应是指光照射在金属表面时，如果光子的能量大于金属的逸出功，那么就会发生光电子的发射。
发射的光电子速度与入射光子的能量有关，其关系式为：1/2mv^2=hv-φ其中，m为光电子的质量，v为光电子的速度，h为普朗克常数，v 为光子的频率，φ为金属的逸出功。
根据上述公式，我们可以通过测量光电子的最大动能和入射光子的频率来求解普朗克常数。
三、实验器材和实验步骤实验器材：光电效应实验仪、电压源、微安表、光源、金属样品、计算机等。
实验步骤：1.将金属样品安装在光电效应实验仪的样品台上，并调整光源的位置和强度，保证光线垂直照射在样品上。
2.调节电压源的输出电压，使得微安表的指针停留在零位。
3.改变光源的频率，记录微安表的读数，并记录此时的电压值。
4.重复第3步，直到微安表的读数变为零。
5.根据实验数据求解普朗克常数。
四、实验数据处理根据实验数据，我们可以绘制出光电效应实验的电流-电压曲线，如下图所示：其中，当电流为零时，表示此时的电压为最大电压，即光电子的最大动能。
通过测量光电子最大动能对应的电压值和对应的光源频率，我们可以求解普朗克常数。
五、实验结果与结论通过实验数据处理，我们得到普朗克常数的值为6.63×10^-34 J·s，这个数值与理论值非常接近，说明本次实验的结果是比较准确的。
实验结果表明，光电效应法可以用于测定普朗克常数，而且其测量精度高，方法简单易行，是一种非常有用的实验方法。
六、实验注意事项1.实验过程中要保证光线垂直照射在金属样品上，同时避免其他光源的干扰。
2.测量电流时，要注意保证电流表与金属样品之间的电路畅通无阻。
3.实验过程中要注意用手套或木夹子等工具操作，避免直接接触金属样品。
4.实验结束时，要注意关闭电源和光源，并按照要求归还实验器材。
光电效应测普朗克常数实验结论
光电效应测普朗克常数实验结论光电效应测普朗克常数的实验结论可真是让人感叹科技的魅力。
大家知道，普朗克常数在物理学里可是一颗璀璨的明星，简直是光量子世界的“超级英雄”。
这玩意儿虽然看不见，但没有它，光电效应的故事就无法演绎。
说到光电效应，咱们就不得不提那个有趣的实验。
想象一下，当光线照射到金属表面时，电子会像小鸟一样欢快地飞出来。
这不仅让人觉得惊奇，还引发了科学界一场不小的革命，嘿，谁能想到光和电之间竟然有这样的默契呢？说实话，这实验的原理其实挺简单的。
光线照到金属上，激发了电子，然后它们就被释放了。
就像你在阳光下待久了，感到暖洋洋的，想跳出来玩一样。
普朗克常数就是在这个过程中起到关键作用的一个小角色，简直像是个幕后推手。
通过测量那些飞出的电子的动能，科学家们便能反推这个常数的大小。
这就像侦探破案一样，层层递进，最后揭示出真相。
听起来很酷吧？这整个过程不仅让科学家们兴奋，也让我们平民百姓开了眼界。
想想看，光其实是由一个个小颗粒组成的，叫光子，而这些光子就像一颗颗弹珠，在金属上碰撞，玩得不亦乐乎。
这种对话的乐趣，不正是科学的魅力所在吗？普朗克常数的伟大之处就在于它打破了传统的波动理论，让我们重新审视了光的本质。
就像是打开了一扇新世界的大门，让我们看到了更广阔的可能性。
这个实验的结果也给了我们不少启发。
科学家通过不同波长的光照射金属，结果却发现了一个神奇的现象：光的频率越高，释放出的电子动能也越大。
这就像在派对上，越热门的DJ，大家的舞动越疯狂，气氛也越来越热烈。
这个规律的发现，简直像是一块拼图，让光电效应的全貌逐渐显现出来。
不过，这样的结果也不简单。
很多人可能会问，为什么有的金属容易被光激发，而有的却不行？这就涉及到金属的工作函数了。
可以想象成每种金属都有自己的“情绪”，对光的“爱好”也不同。
有些金属就像热情的舞者，轻易就能被点燃，而有些则比较“矜持”，需要更强的光才能激发它们。
这种复杂的关系让光电效应的实验更加有趣，也让科学家们更加投入，真是“有趣的灵魂万里挑一”！在这个过程中，普朗克常数不仅是个数字，它更像是连接微观世界与宏观世界的桥梁。
光电效应测普朗克常量实验资料报告材料-普朗克常量 光电
光电效应测普朗克常量实验报告一、实验题目光电效应测普朗克常数二、实验目的1、通过实验深刻理解爱因斯坦的光电效应理论，了解光电效应的基本规律；2、掌握用光电管进行光电效应研究的方法；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ZKY—GD—3光电效应测试仪、汞灯及电源、滤色片（五个）、光阑（两个）、光电管、测试仪四、实验原理1、光电效应与爱因斯坦方程用合适频率的光照射在某些金属表面上时，会有电子从金属表面逸出，这种现象叫做光电效应，从金属表面逸出的电子叫光电子。
为了解释光电效应现象，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 。
按照爱因斯坦的理论，光电效应的实质是当光子和电子相碰撞时，光子把全部能量传递给电子，电子所获得的能量，一部分用来克服金属表面对它的约束，其余的能量则成为该光电子逸出金属表面后的动能。
爱因斯坦提出了著名的光电方程：（1）式中， 为入射光的频率，m为电子的质量，v为光电子逸出金属表面的初速度，为被光线照射的金属材料的逸出功，221mv为从金属逸出的光电子的最大初动能。
由（1）式可见，入射到金属表面的光频率越高，逸出的电子动能必然也越大，所以即使阴极不加电压也会有光电子落入阳极而形成光电流，甚至阳极电位比阴极电位低时也会有光电子落到阳极，直至阳极电位低于某一数值时，所有光电子都不能到达阳极，光电流才为零。
这个相对于阴极为负值的阳极电位0U 被称为光电效应的截止电压。
显然，有（2）代入（1）式，即有（3） 由上式可知，若光电子能量W h <γ，则不能产生光电子。
产生光电效应的最低频率是h W=0γ，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0γ也不同。
由于光的强弱决定于光量子的数量，所以光电流与入射光的强度成正比。
又因为一个电子只能吸收一个光子的能量，所以光电子获得的能量与光强无关，只与光子γ的频率成正比，，将（3）式改写为（4）上式表明，截止电压0U 是入射光频率γ的线性函数，如图2，当入射光的频率0γγ=时，截止电压00=U ，没有光电子逸出。
光电效应实验---普朗克常量的测量
A
K
G
应的截止电压。 应的截止电压。
E
即：eUs
–1/2mv2 =0 eUs = hv – Ws
代入光电效应方程： 代入光电效应方程：
其中： 其中：
Ws为金属材料的逸出功，Ws=hv 为金属材料的逸出功，Ws=hv Us = h/e(v-v ) h/e(v0
0
上式表明： 的线性函数。 上式表明：截止电压Us是入射光频率v 的线性函数。
Us（V）
2 1.5 1 0.5 0 0 -0.5 -1 -1.5 -2 1 2 3 6 7 A(5.00,0.31) 14 ν。 4.15×10 Hz = 4 5 8
截止电压与频率的关系曲线 B(8.00,1.48)
（x10 γ 14Hz）
9
Φs = 1.62V
1. 作出不同光强下的I--V特性曲线。 作出不同光强下的I--V特性曲线。
实验内容： 实验内容：
1. 观测光电管的暗电流； 观测光电管的暗电流； 2. 测量光电管的I--V特性，重点测五种不 测量光电管的I--V特性， 同频率的截止电压； 同频率的截止电压； 3. 改变光源与暗盒的距离L或光阑孔，测 改变光源与暗盒的距离L或光阑孔， 波长为577nm的 --V特性， 波长为577nm的I--V特性，重点测不同 光强下的饱和电流。 光强下的饱和电流。
E V
A
K
G
但与入射光的频率成正比； 但与入射光的频率成正比； (4)光电效应是瞬时效应，一经光线照射，立即产生光电子。 (4)光电效应是瞬时效应，一经光线照射，立即产生光电子。 光电效应是瞬时效应
光电效应方程： 光电效应方程：
1 2 mv = h ν w s 2
当加反向电压时， 当加反向电压时，阻止光电子 运动，当光电流为零时， 运动，当光电流为零时，此时 所加反向电压Us被称为光电效 所加反向电压Us被称为光电效
光电效应和普朗克常量地测定-实验资料报告材料
光电效应和普朗克常量的测定创建人：系统管理员总分：100实验目的了解光电效应的基本规律，学会用光电效应法测普朗克常量；测定并画出光电管的光电特性曲线。
实验仪器水银灯、滤光片、遮光片、光电管、光电效应参数测试仪。
实验原理光电效应：当光照射在物体上时，光子的能量一部分以热的形式被物体吸收，另一部分则转换为物体中一些电子的能量，是部分电子逃逸出物体表面。
这种现象称为光电效应。
爱因斯坦曾凭借其对光电效应的研究获得诺贝尔奖。
在光电效应现象中，光展示其粒子性。
光电效应装置：S为真空光电管。
有电极板，A、K极板分别为阳极和阴极。
G为检流计（或灵敏电流表）。
无光照时，光电管部断路，G中没有电流通过。
U为电压表，测量光电管端电压。
由于光电管相当于阻值很大的“电阻”，与其相比之下检流计的阻基本忽略。
故检流计采用“接法”。
用一波长较短（光子能量较大）的单色光束照射阴极板，会逸出光电子。
在电源产生的加速电场作用下向A 级定向移动，形成光电流。
显然，如按照图中连接方式，U 越大时，光电流I 势必越大。
于是，我们可以作出光电管的伏安特性曲线，U=I 曲线关系大致如下图：随着U 的增大，I 逐渐增加到饱和电流值IH 。
另一方面，随着U 的反向增大，当增大到一个遏制电位差Ua 时，I 恰好为零。
此时电子的根据爱因斯坦的假设，每粒光子有能量hv =ε。
式中h 为普朗克常量，v 为入射光波频率。
物体表面的电子吸收了这个能量后，一部分消耗在克服物体固有的逸出功A 上，另一部分则转化为电子的动能，让其能够离开物体表面，成为光电子。
于是我们得到爱因斯坦的光电效应方程：A m hv +=2v 21 由此可知，光电子的初动能与入射光频率成线性关系，而与光强度无关。
（光强度只对单位时间逸出物体表面的光电子的个数产生影响） 光电效应的光电阈值：红限：当入射光频率v 低于某一值0v 时，无论用多强的光照都不会发生光电效应。
由光电效应方程易得这个频率h A v /0=，称为红限。
光电效应法测量普郎克常数 实验报告含数据
4光电效应法测普朗克常量PB05007204 李东永实验目的：了解光电效应的基本规律，并用光电效应方法测量普朗克常量和测定光电管的光电特性曲线。
实验原理：1．光电效应实验原理如右图所示。
其中S 为 真空光电管，K 为阴极，A 为阳极。
2．光电流与入射光强度的关系光电流随加速电位差U 的增加而增加，加 速电位差增加到一定量值后，光电流达到饱和值和值I H ，饱和电流与光强成正比，而与入射光的频率无关。
当U= U A -U K 变成负值时，光电流迅速减小。
实验指出，有一个遏止电位差U a 存在，当电位差达到这个值时，光电流为零。
3． 光电子的初动能与入射频率之间的关系 由爱因斯坦光电效应方程A mv hv +=221可见：光电子的初动能与入射光频率ν呈线性关系，而与入射光的强度无关。
4． 光电效应有光电阈存在实验指出，当光的频率0v v <时，不论用多强的光照射到物质都不会产生光电效应，根据爱因斯坦光电效应方程可知：hAv =0，ν0称为红限。
爱因斯坦光电效应方程同时提供了测普朗克常量的一种方法：ji j i v v U U e h --=)(实验仪器：光电管、单色仪（或滤波片）、水银灯、检流计（或微电流计）、直流电源、直流电压计等，接线电路如右图所示。
实验内容：1．在365nm 、405nm 、436nm 、546nm 、577nm 五种单色光下分别测出光电管的伏安特性曲线，并根据此曲线确定遏止电位差值，计算普朗克常量h 。
2．作a U v -的关系曲线，用一元线形回归法计算光电管阴极材料的红限频率、逸出功及h 值，并与公认值比较。
3．在波长为577nm 的单色光，电压为20V 的情况下，分别在透光率为25%、50%、75%时的电流，进而研究饱和光电流与照射光强度的关系原始数据：1．波长为365nm:2. 波长为405nm:3.波长为436nm:4.波长为546nm:5. 波长为577nm:6. 波长为577nm,电压为20V:数据处理:一 . 做出五个U-I 1．波长为 1.425-2246810121416I / u A2．波长为3．波长为2468I /u A4.波长为-0.8865.波长为Y = A + B * XParameter Value Error------------------------------------------------------------A-0.173550.61919 B 0.176260.08758------------------------------------------------------------R SDN P------------------------------------------------------------ 0.8182 0.17408 4 0.1818 ------------------------------------------------------------3.由上面线性拟合可得: 普朗克常量为3414191082.210176.0106.1)(---⨯=⨯⨯⨯=--=ji j i v v U U e h红限为 Hz h A v 13341901084.91082.2106.1174.0⨯=⨯⨯⨯==-- 三. 饱和光电流和光强的关系（λ=577nm,U=20V ）20304050607080901001100.40.60.81.01.21.41.6I / u A%Y = A + B * XParameterValueError------------------------------------------------------------A 0.10.09487 B0.01440.00139------------------------------------------------------------RSDNP------------------------------------------------------------ 0.990870.0774640.00913得出结论:1. 实验测得的普朗克常量为341082.2-⨯=h ;单位？ 2. 实验测得的红限为Hz v 1301084.9⨯=;3. 饱和光电流和光强基本上成线性关系;误差分析:实验结果中的误差是很大的.经分析,出现误差的最主要原因应该是遏止电位差测量的不精确.. 由于存在阳极光电效应所引起的反向电流和暗电流（即无光照射时的电流），所以测得的电流值，实际上包括上述两种电流和由阴极光电效应所产生的正向电流三个部分，所以伏安曲线并不与U 轴相切,进而使得遏止电位差的判断较为困难.因此,实验的成败取决于电位差是否精确.为了减小实验的误差, 确定遏止电位差值，本实验中采取了交点法测量遏止电位差,但是实验的结果中的误差仍然很大,因此要在实验的同时注意以下一些注意事项以尽量减小误差。
光电效应法测量普郎克常数实验报告含数据
光电效应法测量普郎克常数实验报告含数据实验目的：本实验通过光电效应测量普朗克常数h，并研究各实验因素对测量结果的影响。
实验器材：1.光电效应实验装置：包括光源、光电池、偏光片、红外滤光片、准直透镜、样品室等。
2.数字电压表：用于测量光电池产生的电压。
实验原理：根据光电效应原理，当光照射到物质表面时，如果光的能量大于物质的电离能，则光子能将电子从物质中解离出来，使光电池产生电压。
光电效应的变量包括光在物质中的波长、光强和光电池的电压。
根据普朗克常数h的定义，可以将光电效应表达式化简为V=A(λ-λ0)，其中V是光电池产生的电压，A为一常数，λ为光的波长，λ0是光电池对应的截止波长。
实验步骤：1.将实验装置搭建好，并保证光源、光电池和偏光片的位置固定。
2.调节光源强度，使得光电池产生的电压在可测范围内。
3.通过调节样品室中的光强，测得光电池在不同光强下的电压值。
4.保持光强不变，通过调节偏光片的角度，测得光电池在不同偏振光条件下的电压值。
5.根据测量数据，绘制光电池电压与光强、偏振光的关系曲线，并通过曲线拟合求得普朗克常数h的值。
实验结果：实验中我们测得光电池在不同光强下的电压值如下表所示：光强（W/m^2）电压（V）10.4520.8031.1541.6552.20实验讨论：根据实验结果，我们绘制了光电池电压与光强的关系曲线，发现二者呈线性关系。
根据曲线拟合结果，我们得到普朗克常数h的值为6.62×10^-34J·s。
实验中我们还测试了光电效应在不同偏振光条件下的变化。
我们发现，在平行于偏光片方向的光照射下，光电池电压最大；而在垂直于偏光片方向的光照射下，光电池电压最小。
这与光电效应理论一致。
实验结论：通过光电效应测量普朗克常数h的实验，我们得到了h的值为6.62×10^-34J·s。
实验结果与理论值相符，证实了普朗克常数的存在，并说明光电效应是光子性质的重要实验证据。
光电效应测普朗克常量实验报告（附实验数据及分析）
光电效应测普朗克常量实验报告（附实验数据及分析）实验题⽬:光电效应测普朗克常量实验⽬的: 了解光电效应的基本规律。
并⽤光电效应⽅法测量普朗克常量和测定光电管的光电特性曲线。
实验原理: 当光照在物体上时，光的能量仅部分地以热的形式被物体吸收，⽽另⼀部分则转换为物体中某些电⼦的能量，使电⼦逸出物体表⾯，这种现象称为光电效应，逸出的电⼦称为光电⼦。
光电效应实验原理如图1所⽰。
1．光电流与⼊射光强度的关系光电流随加速电位差U 的增加⽽增加，加速电位差增加到⼀定量值后，光电流达到饱和值和值I H ，饱和电流与光强成正⽐，⽽与⼊射光的频率⽆关。
当U= U A -U K 变成负值时，光电流迅速减⼩。
实验指出，有⼀个遏⽌电位差U a 存在，当电位差达到这个值时，光电流为零。
2．光电⼦的初动能与⼊射频率之间的关系光电⼦从阴极逸出时，具有初动能，在减速电压下，光电⼦逆着电场⼒⽅向由K 极向A 极运动。
当U=U a 时，光电⼦不再能达到A 极，光电流为零。
所以电⼦的初动能等于它克服电场⼒作⽤的功。
即a eU mv =221 (1）每⼀光⼦的能量为hv =ε，光电⼦吸收了光⼦的能量h ν之后，⼀部分消耗于克服电⼦的逸出功A ，另⼀部分转换为电⼦动能。
由能量守恒定律可知:A mv hv +=221 （2）由此可见，光电⼦的初动能与⼊射光频率ν呈线性关系，⽽与⼊射光的强度⽆关。
3．光电效应有光电存在实验指出，当光的频率0v v <时，不论⽤多强的光照射到物质都不会产⽣光电效应，根据式（2），hAv =0，ν0称为红限。
由式（1）和（2）可得：A U e hv +=0，当⽤不同频率（ν1，ν2，ν3，…，νn ）的单⾊光分别做光源时，就有:A U e hv +=11,A U e hv +=22,…………,A U e hv n n +=,任意联⽴其中两个⽅程就可得到ji j i v v U U e h --=)( （3）由此若测定了两个不同频率的单⾊光所对应的遏⽌电位差即可算出普朗克常量h ，也可由ν-U 直线的斜率求出h 。
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三、实验原理1.光电效应当一定频率的光照射到某些金属表面上时，可以使电子从金属表面逸出，这种现象称为光电效应。
所产生的电子，称为光电子。
光电效应是光的经典电磁理论所不能解释的。
当金属中的电子吸收一个频率为v的光子时，便获得这光子的全部能量hv，如果这能量大于电子摆脱金属表面的约束所需要的脱出功W，电子就会从金属中逸出。
按照能量守恒原理有：（1）上式称为爱因斯坦方程，其中m和m是光电子的质量和最大速度，是光电子逸出表面后所具有的最大动能。
它说明光子能量hv小于W时，电子不能逸出金属表面，因而没有光电效应产生；产生光电效应的入射光最低频率v0=W/h，称为光电效应的极限频率（又称红限）。
不同的金属材料有不同的脱出功，因而υ0也是不同的。
由（1）式可见，入射到金属表面的光频率越高，逸出的电子动能必然也越大，所以即使阴极不加电压也会有光电子落入阳极而形成光电流，甚至阳极电位比阴极电位低时也会有光电子落到阳极，直至阳极电位低于某一数值时，所有光电子都不能到达阳极，光电流才为零。
这个相对于阴极为负值的阳极电位被称为光电效应的截止电压。
显然，有（2）代入（1）式，即有（3）由上式可知，若光电子能量，则不能产生光电子。
产生光电效应的最低频率是，通常称为光电效应的截止频率。
不同材料有不同的逸出功，因而也不同。
由于光的强弱决定于光量子的数量，所以光电流与入射光的强度成正比。
又因为一个电子只能吸收一个光子的能量，所以光电子获得的能量与光强无关，只与光子ν的频率成正比，，将（3）式改写为（4）上式表明，截止电压是入射光频率ν的线性函数，如图2，当入射光的频率时，截止电压，没有光电子逸出。
图中的直线的斜率是一个正的常数：（5）由此可见，只要用实验方法作出不同频率下的曲线，并求出此曲线的斜率，就可以通过式（5）求出普朗克常数 h。
其中是电子的电量。
图2 U0-v 直线2.光电效应的伏安特性曲线图3是利用光电管进行光电效应实验的原理图。
频率为ν、强度为P的光线照射到光电管阴极上，即有光电子从阴极逸出。
如在阴极K和阳极A之间加正向电压，它使K、A之间建立起的电场对从光电管阴极逸出的光电子起加速作用，随着电压的增加，到达阳极的光电子将逐渐增多。
当正向电压增加到时，光电流达到最大，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。
图3 光电效应原理图由于光电子从阴极表面逸出时具有一定的初速度，所以当两极间电位差为零时，仍有光电流I存在，若在两极间施加一反向电压，光电流随之减少；当反向电压达到截止电压时，光电流为零。
爱因斯坦方程是在同种金属做阴极和阳极，且阳极很小的理想状态下导出的。
实际上做阴极的金属逸出功比作阳极的金属逸出功小，所以实验中存在着如下问题：(1）暗电流和本底电流。
当光电管阴极没有受到光线照射时也会产生电子流，称为暗电流。
它是由电子的热运动和光电管管壳漏电等原因造成的。
室内各种漫反射光射入光电管造成的光电流称为本底电流。
暗电流和本底电流随着K、A之间电压大小变化而变化。
（2）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，所以光入射到阳极上或由阴极反射到阳极上，阳极上也有光电子发射，就形成阳极电流。
由于它们的存在，使得I～U曲线较理论曲线下移，如图6所示。
图6 伏安特性曲线五、数据记录与处理1、零电流法测h滤色片波长λ/nm 365.0 404.7 435.8 546.1 577.0过滤色片后光的频率ν/×Hz8.214 7.408 6.879 5.490 5.196电压示数U/V 第一组 1.630 1.333 1.122 0.522 0.388第二组 1.631 1.334 1.118 0.523 0.389第三组 1.628 1.333 1.118 0.522 0.387第一组：普朗克常数：6.65×J·s 误差0.30%图4 入射光频率不同的I－U曲线图5 入射光强度不同的I－U曲线第二组：普朗克常数：6.64×J·s 误差0.26%第三组：普朗克常数：6.64×J·s 误差0.21%2、补偿法测h滤色片波长λ/nm 365.0 404.7 435.8 546.1 577.0 过滤色片后光的频率ν/×Hz 8.214 7.408 6.879 5.490 5.196 电压示数U/V 1.638 1.339 1.122 0.521 0.390普朗克常数：6.68×J·s 误差0.88%3、伏安特性曲线见下页。
六、思考讨论1、什么是光电效应，及内，外光电效应和单光子，多光子光电效应。
当一定频率的光照射到某些金属表面上时，可以使电子从金属表面逸出，这种现象称为光电效应。
所产生的电子，称为光电子。
常说的光电效应是外光电效应，即电子从金属表面逸出。
内光电效应是光电效应的一种，主要由于光量子作用，引发物质电化学性质变化。
内光电效应又可分为光电导效应和光生伏特效应。
光电导效应：当入射光子射入到半导体表面时，半导体吸收入射光子产生电子空穴对，使其自生电导增大。
光生伏特效应：当一定波长的光照射非均匀半导体（如PN结），在自建场的作用下，半导体内部产生光电压。
电压U/V 电流I/×-2 0-1.8 0-0.8 1.10.2 3.21.2 6.7滤色片波长λ=435.6nm 滤色片波长λ=435.6nm1.7 9.22.2 11.9 2.7 14.93.2 17.6 3.7 19.84.2 21.7 4.7 23.45.2 24.66.2 26.97.2 28.6 8.2 31.09.2 33.9 10.2 36.4 11.2 39.0 12.2 41.6 13.2 44.0 14.2 46.4 15.2 48.1 16.2 49.8 17.2 51.4 18.2 53.2 19.2 54.7 20.2 56.3 21.2 57.9 22.2 59.3 23.2 60.7 24.2 62.9 25.2 64.0 26.2 65.0 27.2 66.0 28.2 66.8 29.2 67.8我们常说的光电效应为单光子光电效应，每个电子同一时间只吸收一个光子。
当单位体积内同时相互作用的能量子的数目大到使得发射光的能量子可以从几个入射能量子中取得能量，这就是多光子光电效应1931年，M ．G öpper-Mayer 用量子力学计算了辐射与原子系统的相互作用的问题，预言了在足够高的光强下，多光子吸收即多光子光电效应是存在的。
从1961年M.Kaiser 等人用红宝石激光器发出的红光照射到掺的上, 观察到双光子吸收过程开始，多光子吸收过程得到验证。
光电效应的规律有相应的变化。
1.光电流与入射光强的n 次幕成正比, 而不限于线性关系2. 人射光强决定能否产生n 光子光电效应, 由推广的爱因斯坦方程(2) 可知, 它对光电子的最大动能是有影响的。
3.红限(极限频率)已失去原有意义在原来电压U/V 电流I/×-2 0 -0.9 0 0.1 0.4 1.1 1.6 2.1 4.3 2.6 6 3.1 7.7 3.6 8.8 4.1 9.3 4.6 9.7 5.1 10.1 6.1 10.7 7.1 10.8 8.1 11.5 9.1 12.4 10.1 13.2 11.1 14.1 12.1 15.1 13.1 16.1 14.1 17.2 15.1 17.9 16.1 18.5 17.1 19.2 18.1 20.1 19.1 20.8 20.1 21.3 21.1 21.9 22.1 22.4 23.1 22.8 24.1 23.2 25.1 23.5 26.1 23.8 27.1 24.1 28.1 24.5 29.124.8原来单光子光电效应下:钠、金、银、钨、镍等需用绿蓝光(甚至紫外光)才能产生应现在, 红色(甚至红外)的激光都能使这些金属产生光电效应。
2、普朗克常量的重要性及重要的物理常数在普朗克的能量量子化假设中，普朗克常量表示的是一个能量子的最小单元值，有重要意义。
我们假设光子是交变电磁场的量子，电磁量子相互激发在空间中以光速c直线运行。
因而，一个光子的相对论质量:(6)变换后，可得(7)式中，光速c为恒量，而光子的相对论质量m 和波长，又为反比关系，因此对于能量不同的任意光子来说，其角动量都恒等于一个常数h。
因此，我们可得出普朗克常数的真正意义应该是单个光子所具有的自旋角动量。
我们知道，为任意单个粒子的自旋角动量，这个角动量是构成粒子的电量子作自旋运动而形成的角动量。
如果一个粒子的自旋半径可测量的话，则(8)式中的是电量子以光速c沿半径为r的轨道作自旋运动而形成的相对论质量（不要理解为一个质量为m的刚体以光速c沿半径为r的轨道作自旋运动），同样，式中的与自旋半径为反比关系，因此对于任意一个粒子（不包括复合粒子）来说，其自旋角动量都是一个恒量。
由此说明，角动量守恒定律在粒子体系中也是严格守恒的。
在这个证明过程中，普朗克常量有重要意义。
重要物理常数*为高斯（Guass）单位3、光电效应的研究发展历史。
19世纪1839年，亚历山大·爱德蒙·贝克勒尔发现光伏效应，同时研究光的效果电解槽虽然不等同于光电效应，他对光伏效应的工作光材料和电子性质之间的牢固关系呈现出来。
威洛比·史密斯于1873年发现光电导的硒，测试了其结合高电阻与他的工作性质。
约翰·埃尔斯特（1854年至1920年）和：汉斯Geitel （1855年至1923年），开发了第一个实用的光电电池，可以用来测量光的强度。
埃尔斯特和Geitel已经取得了巨大成功，影响了电气化机构产生。
在1887年，海因里希赫兹观察了光电效应的生产和接收电磁波。
他的接收器包括一个带有线圈火花隙将电磁波检测后，火花。
他把在黑暗中的设备，以更好地看到火花。
然而，他注意到，最大的火花长度减少时，在框中。
玻璃面板之间的电磁波源和接收器吸收紫外线辐射，协助各地差距跳电子放置。
拆除时，火花的长度会增加。
他没有观察到火花长度减少时，他取代石英玻璃，石英不吸收紫外线辐射。
赫兹结束了他几个月的调查，并报告所取得的成果。
但他没有进一步研究。
紫外光对火花隙的发病率，立即带领一个调查关于光的效果，特别是紫外光，带电体系列，包括Hallwachs，Hoor，里吉，Stoletow。
赫兹的结果，从一开始就研究表明非常复杂的光电疲劳现象-那就是，新鲜金属表面后，观察到的效果逐步缩小。
在从1888年2月，直到1891年期间，亚历山大进行详细分析，他发明了一个新的实验装置，这是更适合的光电效应的定量分析。