光电效应实验报告 (2)

南昌大学物理实验报告

学生姓名：黄晨学号：5502211059 专业班级：应用物理学111班班级编号：S008实验时间：13时00 分第3周星期三座位号：07 教师编号：T003成绩：

光电效应

一、实验目的

1、研究光电管的伏安特性及光电特性；验证光电效应第一定律；

2、了解光电效应的规律，加深对光的量子性的理解；

3、验证爱因斯坦方程，并测定普朗克常量。

二、实验仪器

普朗克常量测定仪

三、实验原理

当一定频率的光照射到某些金属表面上时，有电子从金属表面逸出，这种现象称为光电效应，从金属表面逸出的电子叫光电子。实验示意图如下

图中A,K组成抽成真空的光电管，A为阳极，K为阴极。当一定频率v的光射到金属材料做成的阴极K上，就有光电子逸出金属。若在A、K两端加上电压后光电子将由K定向的运动到A，在回路中形成电流I。

当金属中的电子吸收一个频率为v的光子时，便会获得这个光子的全部能量，如果这些能量大于电子摆脱金属表面的溢出功W，电子就会从金属中溢出。按照能量守恒原理有

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学生姓名：黄晨学号：5502211059 专业班级：应用物理111 班级编号：S008实验时间：13 时00分第03周星期三座位号：07 教师编号：T003成绩：此式称为爱因斯坦方程，式中h为普朗克常数，v为入射光频。v存在截止频率，是的

吸收的光子的能量恰好用于抵消电子逸出功而没有多余的动能，只有当入射光的频率大于截止频率时，才能产生光电流。不同金属有不同逸出功，就有不同的截止频率。

1、光电效应的基本实验规律

（1）伏安特性曲线

当光强一定时，光电流随着极间电压的增大而增大，并趋于一个饱和值。

（2）遏制电压及普朗克常数的测量

当极间电压为零时，光电流并不等于零，这是因为电子从阴极溢出时还具有初动能，只有加上适当的反电压时，光电流才等于零。

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学生姓名：黄晨学号：59 专业班级：应用物理学111班班级编号：S008实验时间：13时00 分第3周星期三座位号：07 教师编号：T003成绩：

四、实验步骤

1．调整仪器，接好电源，按下光源按钮，调节透镜位置，让光汇聚到单色仪的入射光窗口，用单色仪出光处的挡光片2挡住光电管窗口，调节单色仪的螺旋测微器，即可在挡光片上观察到不同颜色的光。

2、用单色仪入口光窗口处的挡光片1挡住单色仪的入口，移开挡光片2，将单色仪与光电管部分的黑色的

链接套筒连接起来形成暗盒，将测量的放大器“倍率”旋钮置于（10^-5），对检流计进行调零。

3、按下测量按钮借给光电管接上电压，电压表会有读数，此式检流计会有相应的电流读数，此时所读得

得即为光电管的暗电流。

4、旋转电压调节的旋钮，仔细记录从不同电压下的相应的暗电流。让出射光对准单色仪的入射光窗口，取

去遮光罩，电压调节从-1.5v调起，缓慢增加。

5、从短波长依次变换光波频率，仔细独处不同频率光照射下电流随电压变化数据。

6、计算普朗克常量。

五、实验数据

见附表

六、数据处理

I

100

50

I

U

450nm

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学生姓名：黄晨 学号：5502211059 专业班级： 应用物理学111班 班级编号：S008实验时间：13时 00 分 第03周 星期三 座位号： 07 教师编号：T003成绩：

-5

05101520

2530354045I

U

I

500nm

10

20

I

U

I

550nm

-10

-5

5

10

15

20

I

U

I

600nm

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波长V

600nm

550nm 500nm 450nm 频率f （*10^14） 5

5.4

6

6.6

U(v) -0.15 -0.18 -0.25 -0.5 eU(*10^-20)

2.4

2.88

4

8

2

46

8

e U

f

eU

K=(8-2.4)*10^-20/（6.6-5）*10^14=3.5*10^-34 七、思考题

1、光电管为什么要装在暗盒中？

答：防止外面的光线对实验结果造成影响。 2、实验中如何验证爱因斯坦方程？

答：作为光电管的遏制电压与入射光频率的关系曲线。如果它符合线

性规律，则验证了爱因斯坦方程。 3、如何用拐点法测遏制电压？

答：测量光电管的伏安特性曲线，曲线上明显的拐点所对应的电压值

就是遏制电压。