光电效应仿真实验

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光电效应研究实验报告

光电效应研究实验报告光电效应是指材料受到光线照射后，其表面电子受激发而发生电子发射的现象。

光电效应在物理学中具有重要的意义，通过实验研究可以深入了解光电作用的原理和规律。

本实验旨在通过实际操作，探索光电效应在不同条件下的变化规律，并对实验结果进行分析。

实验材料和仪器本实验所需材料包括：光电效应实验装置、汞灯、光电管、电压源、电流表、光栅、测微眼镜等。

实验仪器如下：光电效应实验装置主要由镀铬阴极、透明阳极、汞灯和光栅组成。

实验步骤1. 检查实验装置是否正常连接，保证各部件完好无损。

2. 将汞灯放置在适当位置，点亮，调节光强。

3. 将光栅放置在适当位置，使光线通过光栅射到光电管上。

4. 调节电压源，测量不同电压下的电流值。

5. 记录实验数据，并绘制电压与电流的关系曲线。

实验结果分析通过实验数据分析可得出以下结论：1. 光电效应与光强成正比，光强越大，产生的电子数量越多。

2. 光电效应与光频成正比，光频越大，电子运动速度越快。

3. 光电效应与反向电压成反比，反向电压增大时，电子发射速度减缓。

实验结论本实验通过研究光电效应的实验数据，验证了光电效应的基本规律性，光强、光频和反向电压是影响光电效应的重要因素。

同时，通过实验操作，提高了实验操作能力和数据处理技能，对光电效应的认识有了更深入的了解。

总结光电效应作为一项重要的物理现象，具有广泛的应用价值，如光电池、光电管等领域。

通过本实验的探究，不仅加深了对光电效应的理解，也提高了实验技能和科学素养。

希望通过这次实验，能够更好地认识和研究光电效应的原理和应用。

以上为光电效应研究实验报告，谢谢阅读。

实验报告_光电效应实验

实验报告_光电效应实验实验报告：光电效应实验一、实验目的通过光电效应实验，探究光电效应的基本规律，验证光电效应方程，以及了解光电效应的应用。

二、实验原理光电效应是指当金属或半导体受到光照时，会发射出电子，形成电流。

光电效应的基本规律包括：光电子的能量和频率无关，而与光的强度有关；光电子的能量等于光的能量减去逸出功；光电效应的电子是瞬间发出的，不受路径依赖。

三、实验器材1. 光电效应实验装置（包括光源、金属光电效应电池、反射镜等）2. 数显直流电压表3. 稳压电源4. 电阻箱四、实验步骤1. 将光电效应实验装置组装好并接通电源。

2. 调节稳压电源的电压，使得数显直流电压表的测量值在合适范围内。

3. 改变光电效应电池的位置，使光照射到光电效应电池的不同位置。

4. 观察实验装置中的电流变化，并记录下光电效应电池的位置和电流值。

5. 改变稳压电源的电压，重复步骤3-4，记录下不同电压下的光电效应电池的位置和电流值。

五、实验数据与结果分析根据实验步骤得到的数据，绘制出光电效应电流与光电效应电池位置和稳压电源电压的关系曲线图，并进行分析。

根据光电效应方程进行计算，并与实验结果进行对比。

六、实验讨论分析数据的过程中，可以比较不同电池位置、不同电压下测得的电流值，并根据光电效应方程进行计算，以验证实验结果的准确性。

讨论光电效应的应用，并对实验中存在的误差进行分析和讨论。

七、实验总结通过本次实验，我们深刻了解了光电效应的基本规律，并验证了光电效应方程。

同时也了解到了光电效应在实际应用中的重要性。

同时，我们在实验中也发现了一些不确定因素，导致实验数据可能存在一定误差。

科学实验报告光电效应

科学实验报告光电效应科学实验报告：光电效应摘要：光电效应是描述光和物质相互作用的基本现象之一。

本实验以镁为实验材料，研究光电效应。

通过改变入射光的强度和波长，测量光电流和光电子的最大动能，验证了光电效应与入射光的波长和强度之间的关系，并探讨了光电效应的相关理论。

引言：光电效应是指当光照射到金属表面时会产生电子的现象。

该现象对于多个领域的研究和应用都具有重要意义，比如光电池、光电二极管等。

本实验目的是通过对光电效应的研究，了解入射光的强度和波长对光电子的最大动能和光电流的影响，以验证光电效应的相关理论。

方法：1. 实验材料准备：a. 镁片：用研磨纸将镁片打磨至表面光洁。

b. 光电管：将镁片放入光电管的光敏材料槽内。

c. 光电流计：连接光电管输出端和光电流计输入端。

2. 实验步骤：a. 将光电管放置在黑暗箱内，确保周围环境光强为零。

b. 调整光电流计的灵敏度并记录。

c. 使用不同波长的光源（如红、绿、蓝光）照射光电管，记录光电流值。

d. 通过改变入射光的强度，如使用滤光片遮挡部分光线，记录相应的光电流值。

结果：1. 光电流与入射光波长的关系：a. 对于相同入射光强度，光电流随着波长的减小而增加。

b. 在可见光区域内，光电流随着波长的减小逐渐增加，但当波长小于一定值时，光电流基本保持不变。

c. 此现象符合光子能量与电子从金属中脱离所需的最小能量之间的关系。

2. 光电流与入射光强度的关系：a. 光电流随着入射光强度的增加而增加。

b. 适当增大入射光强度可以提高光电流的值，但当光强度过大时，光电流趋于饱和。

讨论：光电效应的实验结果验证了与入射光的波长和强度相关的理论。

当入射光波长减小时，单个光子的能量增加，从而可以提供足够的能量使电子从金属中脱离。

而光电流的增加是由于更多的光子激发了更多的电子。

然而，当波长小于一定值时，光子的能量已足够大，光电流基本保持不变。

此外，入射光强度的增加也会增加光电效应的光子入射率，从而提高光电流。

光电效应仿真实验

输入文本
光电效应实验带来的启示？
.
.
【实验仪器】
光电管
单色仪
光源
电压表电源
电阻箱
检流计
.
【实验步骤】
.
（1）正反向电路连接
.
（2）检流计调零
.
（3）单色仪的调节
波长为577.0nm、546.1nm、435.8nm、404.7nm的四种单色光
.
（4）数据记录
.
（5）伏安特性曲线和遏止电压读取
.
（6）实验结果
.
光电效应应用前景？
.
太阳能汽车
3、光电效应实验原理
A V
.
3、光电效应实验原理
i
im2 im1
o U0
I2 I1
I2 I1
U
.
3、光电效应实验原理
h
1 2
mvm2
W
W h 0
eU0 12mvm2
.
3、光电效应实验原理
I 阴极光电流
U0
实际伏安曲线
暗电流 U
阳极光电流
.
3、光电效应实验原理
U0
h
e
he0
U0
U 0 h e
h U 0 e
0 0
.
4、光电效应仿真实验【实验目的】
1）加深对光电
效应和光的量子性的认识
2）验证爱因斯坦光电效应方程，
掌握测定普朗克
常数基本实验方法
.
【实验内容】本仿真实验的内容主要是：测量光电管的伏安特性曲线确定遏止电压并利用一元线性回归法计算普朗克常数。
大学物理仿真实验
郑州轻工业学院蒋逢春
.

大学物理实验教案(光电效应法测量普朗克常量(仿真实验))

大学物理实验教案
（2）补偿法
由于本实验仪器的特点，在测量各谱线的截止电压Ua 时，可不用难于操作的“拐点法”，而用“补偿法”。

补偿法是调节电压U AK 使电流为零后，保持U AK 不变，遮挡汞灯光源，此时测得的电流I 为电压接近遏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 使电流值至I ，将此时对应的电压U AK 的绝对值作为截止电压Ua 。

此法可补偿暗电流和本底电流对测量结果的影响。

对于测量所得到的实验数据，可用以下三种方法来处理以得出ν-U 直线的斜率k ，来进一步得出普朗克常数h 。

（1）线性回归法
根据线性回归理论，ν-U 直线的斜率k 的最佳拟合值为
2
2a a
U U k νννν⋅-⋅=-，其中
表示频率的平均值, 表示频率ν的平方的平均值, 表示截止电压Ua 的平均值, 1
1n a i i i U U n νν=⋅=⋅∑表示频率ν与截止电压Ua 的乘积的平均值。

（2）逐差法
根据ai aj a i i j
U U U k ννν-∆==∆-，可用逐差法从数据中求出一个或多个k i ，将其平均值作为所求k 的数值。

（3）作图法
可用数据在坐标纸上作Ua-ν直线，由图求出直线斜率k 。

由以上三种方法求出直线斜率k 后，可用h=ek 求出普朗克常数，并与h 的公认值h 0比较求出百分偏差：00
h h h δ-=，式中电子电荷量1
1n i i n νν==∑221
1n i i n νν==∑1
1n
a ai i U U n。

光电效应的实验报告

光电效应的实验报告实验名称：光电效应的实验实验目的：通过实验观察光电效应的现象，并分析光电效应与光的波动性和粒子性之间的关系。

实验器材：1. 光电效应实验装置（包括光源、光电池、电压表、电流表等）2. 透明玻璃板3. 纸板或屏风4. 毫米纸实验原理：光电效应是指当一束光照射到金属表面时，金属表面的电子会被激发出来，从而形成电流。

光电效应的实验可以明确光子的粒子性。

根据光电效应的经典理论，光子的能量与光的频率有关，与光的强度无关。

实验步骤：1. 将光电效应实验装置按照说明书正确连接。

2. 将透明玻璃板放在光电池前面，调节光电池与玻璃板之间的距离，使其能够接收到照射光。

3. 在实验室的昏暗环境中，打开光源，调节电压表和电流表的量程，确保能够准确测量光电池的电流和电压。

4. 用纸板或屏风将光电池遮挡起来，避免环境光的干扰。

5. 测量不同频率或波长的光照射在光电池上的电流和电压。

可以根据需要改变光源的频率或波长，观察光电池的响应。

6. 将测得的电流和电压数据记录下来，并根据实验所用的光源的特性，计算光子的能量。

7. 分析实验数据，绘制光电效应的实验曲线（光照强度与电流之间的关系曲线）。

实验注意事项：1. 在进行实验时，应尽量避免环境光的干扰，保证实验室的昏暗环境。

2. 实验过程中，应保持光源的频率或波长不变，只改变光照强度，以观察其对光电效应的影响。

3. 在记录实验数据时，应注意准确测量光电池的电流和电压。

4. 实验结束后，关闭光源和仪器设备，整理实验器材，保持实验室的整洁。

实验结果与讨论：根据实验记录的数据，可以绘制出光照强度与电流之间的关系曲线。

根据实验曲线，可以得出不同频率或波长的光照射在光电池上所产生的电流大小与光照强度的关系。

进一步分析可得到光子的能量与光的波长或频率之间的关系。

实验结果可以用于验证光电效应与光的波动性和粒子性之间的关系，并进一步研究与应用光电效应在光电技术中的应用。

大学物理仿真实验报告

实验名称：光电效应实验实验日期：2023年4月10日学号：2120302003实验人员：张三、李四一、实验目的1. 通过仿真实验，理解光电效应的基本原理。

2. 掌握光电效应方程的推导过程。

3. 分析入射光频率与光电子最大初动能之间的关系。

4. 熟悉光电效应在光电探测技术中的应用。

二、实验原理光电效应是指当光照射到金属表面时，金属表面会发射出电子的现象。

根据爱因斯坦的光电效应方程，光电子的最大初动能 \(E_k\) 与入射光的频率 \(v\) 和金属的逸出功 \(W_0\) 之间存在以下关系：\[E_k = hv - W_0\]其中，\(h\) 为普朗克常数。

三、实验步骤1. 打开仿真软件，设置入射光的频率和强度。

2. 调整金属表面的逸出功，观察光电子的发射情况。

3. 记录不同频率入射光下的光电子最大初动能。

4. 分析入射光频率与光电子最大初动能之间的关系。

四、实验结果与分析1. 当入射光的频率较低时，光电子的发射率较低，且光电子的最大初动能较小。

2. 随着入射光频率的增加，光电子的发射率逐渐增加，光电子的最大初动能也随之增加。

3. 当入射光的频率达到一定值时，光电子的发射率达到最大，此时光电子的最大初动能也达到最大值。

4. 当入射光的频率继续增加时，光电子的发射率逐渐降低，光电子的最大初动能也逐渐降低。

根据实验结果，可以得出以下结论：1. 光电效应方程 \(E_k = hv - W_0\) 是正确的。

2. 入射光的频率与光电子的最大初动能之间存在正相关关系。

3. 光电效应在光电探测技术中具有广泛的应用。

五、实验总结本次实验通过仿真实验，使我们深入理解了光电效应的基本原理，掌握了光电效应方程的推导过程，并分析了入射光频率与光电子最大初动能之间的关系。

通过实验，我们认识到光电效应在光电探测技术中的重要性，为今后的学习和研究打下了坚实的基础。

六、实验拓展1. 研究不同金属的逸出功对光电效应的影响。

2. 探究光强度对光电效应的影响。

光电效应的实验研究与结果分析

光电效应的实验研究与结果分析光电效应是指当光照射到金属表面时，金属释放出电子的现象。

这一现象在20世纪初被科学家们发现，并为后来的量子力学理论的诞生做出了重要贡献。

本文通过实验研究和结果分析，探究光电效应的原理与特性。

一、实验设备与步骤本实验所需的设备主要有：光电效应测试仪、单色光源、金属板、电位差测量仪、光电流计等。

实验步骤如下：1. 将金属板固定在光电效应测试仪上，确保金属板与测试仪的电路连接良好。

2. 调整光电效应测试仪的工作电压，使其达到适合的工作状态。

3. 使用单色光源照射金属板，此时光电效应测试仪会输出光电流。

4. 使用电位差测量仪测量光电流产生的电位差。

5. 将得到的数据记录下来，进行分析和结果比较。

二、实验结果与分析在实验过程中，我们测试了不同金属板在不同光照强度下的光电效应。

以下是一些典型实验结果的分析：1. 不同金属板的光电流差异：我们使用了铜、铁、铝等多种金属板进行测试，发现它们在相同光照强度下的光电流存在差异。

具体来说，对于相同光照强度，铜的光电流最大，铁次之，铝最小。

这可以归因于不同金属的电子亲和能和逸出功不同，导致电子从金属板上脱离的难易程度不同。

2. 光电流与光照强度的关系：我们通过调节单色光源的强度，观察了光照强度对光电流的影响。

实验结果显示，光照强度增加时，光电流也呈现出增加的趋势。

这与光电效应的基本原理相符，即光能越强，电子脱离金属表面的机会越大，光电流也就越大。

3. 光电流与光频率的关系：我们还探究了光频率对光电效应的影响。

实验结果显示，光频率增加时，光电流也有所增加。

这可以解释为，随着光频率的增加，光子的能量也增加，从而能够提供给电子更大的能量，使其更容易脱离金属表面。

4. 光电流与金属板面积的关系：我们将不同尺寸的金属板放置在相同的光照条件下进行实验。

结果显示，金属板的面积增大时，光电流也随之增加。

这可以理解为，金属板的面积增大意味着更多的电子可以被光子击中，从而产生更大的电流。

大学物理实验光电效应实验报告

大学物理实验光电效应实验报告实验报告
大学物理实验光电效应实验报告
实验目的：
1.了解光电效应的基本原理
2.通过实验可视化效应的产生与电子动能的关系
实验原理：
在实验过程中，我们使用光电效应来分析实验。

光电效应回答
了以下问题：当金属表面照射一个光子时，会发生什么？光电效
应证明了，光子的能量可以传递到金属中的原子或分子中，并损
失自己的能量，使原子或分子中的电子从能级跃迁到另一个能级。

如果电子具有足够的能量，它将被释放出来，并参与金属导电过程，以产生电流。

实验材料：
1. 物理实验室
2. 光电效应实验箱
3. 光源
4. 电压电流模拟器
5. 物理仪器计时器
实验步骤：
1. 连接电路，插上光源并调节电流设定
2. 选择不同的光强度和波长进行照射
3. 通过计时器测量电子飞离金属表面的时间
4. 记录相应的电压和电流成像
实验结果：
1. 随着光的增强，电子飞离金属的时间减少
2. 随着波长缩短，电子飞离金属的时间减少
3. 如果升压器电压过高，会导致光电效应两边的电流变得相等
总结：
本次实验在亲眼观察光学效应的同时，也充分展示了电子运动过程产生的电流。

本次实验彰显了这个过程与量子物理学之间的紧密联系，并展示了光电效应的应用与可能的未来发展。

光电实验效应实验报告

一、实验目的1. 了解光电效应的基本规律，加深对光的量子性的认识。

2. 通过实验验证爱因斯坦的光电效应方程，并测定普朗克常量。

3. 掌握使用光电管进行光电效应实验的方法。

二、实验原理光电效应是指当光照射到金属表面时，金属表面会发射出电子的现象。

根据爱因斯坦的光电效应方程，光子的能量E与电子的动能K之间存在以下关系：E = K + φ其中，E为光子的能量，K为电子的动能，φ为金属的逸出功。

当光子的能量E大于金属的逸出功φ时，光电效应会发生。

此时，电子的动能K 为：K = E - φ光子的能量E可以表示为：E = hν其中，h为普朗克常量，ν为光的频率。

通过测量光电管的伏安特性曲线，可以得到截止电压U0，即当电子的动能K为0时的电压。

根据截止电压U0和入射光的频率ν，可以计算出普朗克常量h。

三、实验仪器1. ZKY-GD-4光电效应实验仪：包括微电流放大器、光电管工作电源、光电管、滤色片、汞灯等。

2. 滑线变阻器3. 电压表4. 频率计5. 计算器四、实验步骤1. 连接实验仪器的各个部分，确保连接正确。

2. 打开汞灯电源，调整光电管工作电源，使光电管预热。

3. 选择合适的滤色片，调节光电管与滤色片之间的距离，使光束照射到光电管阴极上。

4. 改变滑线变阻器的阻值，调整外加电压，记录不同电压下的光电流值。

5. 在实验过程中，保持入射光的频率不变，记录不同电压下的光电流值。

6. 根据实验数据，绘制光电管的伏安特性曲线。

7. 通过伏安特性曲线，找到截止电压U0。

8. 利用截止电压U0和入射光的频率ν，计算普朗克常量h。

五、实验结果与分析1. 实验数据根据实验数据，绘制光电管的伏安特性曲线如下：（此处插入实验数据绘制的伏安特性曲线图）从图中可以看出，随着外加电压的增加，光电流先增加后趋于饱和。

当外加电压等于截止电压U0时，光电流为0。

2. 结果分析根据实验数据，计算出截止电压U0为V0，入射光的频率为ν0。

利用以下公式计算普朗克常量h：h = φ / (1 - cosθ)其中，φ为金属的逸出功，θ为入射光与金属表面的夹角。

光电效应测普朗克常数-仿真实验数据表格

系别：同组人：实验日期：年月日一、实验数据与数据处理（一）实验一：用光电效应原理测普朗克常量（2学时）数据测量及数据处理要求：①在577.0nm、546.1nm、435.8nm、404.7nm四种频率单色光下分别测量光电管的伏安特性曲线，并根据曲线确定遏止电压值；②根据上面测出的四组数据，绘图“遏制电压-光频率”，并利用直线斜率计算出普朗克常量的实验值；③将实验值和目前国际公认普朗克常量值进行比较，并计算相对误差。

1.选择光源和光电管间合适的距离：为确保实验的正常进行，光源与光电管间必须取合适的距离，在光源上放置365nm滤波片，电源输出电压调节为-3V,调节光源与光电管间距离，使光电效应测试仪的电流显示值为-0.24μA。

2. 在577.0nm、546.1nm、435.8nm、404.7nm四种频率单色光下分别测量光电管的伏安特性曲线(测量范围：0 ~ -3V,每改变0.2V测一个点，在遏止电压附近每隔0.1V 测一个点,直至光电流为0)，并根据曲线确定遏止电位差值(对应光电流为零)。

最后根据四组数据计算普朗克常量h。

（1）577.0nm滤波片光电流与对应电压值数据表:该波长光对应频率为 5.198×1014Hz遏止电压（单位：V）。

（2）546.1nm滤波片光电流与对应电压值数据表: 该波长光对应频率为 5.492×1014Hz遏止电压（单位：V）。

（3）435.8nm滤波片光电流与对应电压值数据表: 该波长光对应频率为 6.882×1014Hz遏止电压（单位：V）。

（4）404.7nm滤波片光电流与对应电压值数据表: 该波长光对应频率为 7.410×1014Hz遏止电压（单位：V）。

（5）不同频率光的遏制电压数据处理：将上面数据作“遏制电压-光频率”图，并利用直线斜率计算出普朗克常量的实验值计算出普朗克常量（单位：10-34J▪s）。

计算相对误差：与目前国际公认的普朗克常量6.626176×10-34 J·s比较，并计算相对误差E=1.5%（二）实验二：测光电管正向伏安特性曲线，验证饱和电流与光强关系（2学时）①用577.0nm波长为光源，分别测量透光率100%、50%、25%、10%的滤光片下，光电流与对应电压值，并绘制相应的光电管伏安特性曲线；②验证饱和电流与光强的关系，并给出结论。

光电模拟训练实验报告

光电模拟训练实验报告
光电模拟训练实验报告
实验目的：通过光电模拟训练，掌握光电现象的基本原理，学会使用光电模拟器进行实验，并理解光电技术的应用。

实验器材：光电模拟器、光电二极管、电流放大器、恒流源、数字电压表等。

实验原理：光电效应是指当光照射到物质的表面时，如果物质对光的能量有响应，光的能量会被物质吸收，并转化为物质内电子的能量，从而使物质的电子从表面逸出。

光电效应主要有光电发射效应和光电吸收效应两种。

光电模拟器可以通过改变光强度、光电阈值电压和光电阈值电流等参数模拟光电效应的过程。

实验步骤：
1. 将光电二极管连接到电流放大器上，并将光电二极管的输出端与数字电压表相连。

2. 打开光电模拟器的电源，调节光电模拟器的光强度、光电阈值电压和光电阈值电流等参数。

3. 调节光电模拟器的光强度，观察光电二极管的输出电压变化。

4. 调节光电模拟器的光电阈值电压，观察光电二极管的输出电
压变化。

5. 调节光电模拟器的光电阈值电流，观察光电二极管的输出电压变化。

实验结果与分析：通过实验观察，我们发现光电二极管的输出电压随着光强度的增加而增加，这是因为光的能量被转化为物质内电子的能量，从而产生电压。

当光强度超过一定值后，光电二极管的输出电压就不再发生变化，这是因为光电二极管已经达到了饱和状态。

实验还发现，当光电阈值电压改变时，光电二极管的输出电压也会发生相应的变化；当光电阈值电流改变时，光电二极管的输出电压也会发生相应的变化。

这些现象都符合光电效应的基本原理。

实验结论：通过光电模拟训练实验，我们掌握了光电现象的基本原理，学会了使用光电模拟器进行实验，并理解了光电技术的应用。

光电效应仿真实验

大学物理仿真实验大作业学院：材料与化学工程学院班级：精细化工11-01班学号：541104070153姓名：张同举光电效应仿真实验【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。

【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。

大学物理仿真实验--光电效应资料

大学物理仿真实验--光电效应实验名称：光电效应实验专业班级：核工程实验日期： 2012 年 5 月 25 日姓名：学号：光电效应实验简介：当光照在物体上时，光的能量仅部分的以热的形式为物体吸收，而另一部分则转换为物体中某些电子的能量，使电子溢出物体表面，这种效应称为光电效应，溢出的电子称为光电子。

根据爱因斯坦理论，每个光子的能量为其中h为普朗克常数，是近代量子物理中的重要常数。

而本实验就是利用光电效应法来测得普朗克常数。

一．实验目的：1．了解光电效应的基本规律。

2. 验证爱因斯坦光电方程。

3．熟悉普朗克常数测定仪的操作比并用光电效应方法测量普朗克常数。

二．实验仪器：包括GD-5光电管、单色仪、水银灯、检流计、直流电源、直流电压表、滑线变阻器、临界电阻箱。

三．实验步骤：1．连接电路根据测量光电管正向特性的电路图将实验电路接好；根据测量光电管反向特性的电路图将实验电路接好。

线路连接好后，鼠标右键单击，弹出主菜单，选中接线检查。

若连线正确，就可以正式开始实验，否则需要继续连线。

2．调整仪器通过接线检查后，双击各仪器弹出其放大窗口，调整该仪器。

（1）检流计的调零。

（2）临界电阻箱的调节。

（3）调节单色仪，得到合适波长的单色光，实验中将用到5770埃、5461埃、4358埃、4047埃四种波长的单色光。

四．测量内容及数据处理：（1）分别对四种波长的光进行实验，得到光电管在各种波长的单色光照射下的正向、反向电压特性，一共八组数据，记录在表格中。

5770埃正向伏安特性：5770埃反向伏安特性：5461埃正向伏安特性：5461埃反向伏安特性：4358埃正向伏安特性：4358埃反向伏安特性：4047埃正向伏安特性：4047反向伏安特性：伏安特性曲线图：5770埃5461埃：4358埃：4047埃：遏止电位差值。

根据此曲线确定遏止电位差值，计算普朗克常数值。

元线性回归法计算光电管阴极材料的红限值，逸出功及普朗克常数值。

光电虚拟仿真实验

课程目标
(2)了解电子散斑干涉原理 (3)学习两种实验操作并进行比较 (4)拍摄自由空间散斑和成像散斑图，了解激光散班现象及其特点 (5)掌握二次曝光散斑图的逐点分析和全场分析测物体面内位移的方法. 4、光栅条纹投影三维测量实验 (1)了解莫尔轮廓术的基本内容 (2)了解计算机相移法基本原理 (3)利用光电、计算机综合技术对物体进行测量
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课程目标
7、光电探测原理实验 (1)了解光照度基本知识、光照度测量基本原理，学会光照度的测量方法 (2)了解光电二极管和光电池的工作原理和使用方法 (3)掌握光电二极管和光电池的光照特性及其测试方法 8、彩色编码实验. (1)掌握θ调制法彩色编码的原理，巩固和加深对光栅衍射基本理论的理解. (2)掌握用θ调制进行空间假彩色编码的方法
光电虚拟仿真实验
贵州师范学院建设的虚拟仿真实验课程
内容摘要
光电虚拟仿真实验是贵州师范学院建设的虚拟仿真实验课程，该实验课程具有高度的仿真性和趣味性，让学生在实验中感受到真实的物理效应，从而更好地理解光电效应的基本原理和实验技术。在实验中，学生可以通过虚拟实验平台，观察到光子的吸收、光电效应的产生、电极的电势差和电流密度的变化等过程，这些过程都是以形象、生动的方式展示出来，让学生更容易理解。此外，该实验课程还具有探究性和实践性的特点。学生可以在实验中自行探究不同材料的光电效应，研究光电效应的规律和机制，掌握光电效应的实验技术和数据处理方法。这种实践性的学习方式可以让学生更加深入地理解光电效应的本质，提高他们的科学素养和实践能力。总的来说，光电虚拟仿真实验是贵州师范学院建设的一个具有高度仿真性、探究性、实践性和趣味性的虚拟仿真实验课程，可以让学生更好地理解光电效应的基本原理和实验技术，提高他们的科学素养和实践能力。

光电效应仿真实验课件

测量光电管的伏安特性曲线
确定遏止电压并利用一元线性回归法计算普朗克常数。
【实验仪器】
光电管
单色仪
光源
电阻箱电压表电源
检流计
【实验步骤】
（1）正反向电路连接
（2）检流计调零
（3）单色仪的调节
波长为577.0nm、546.1nm、435.8nm、404.7nm的四种单色光
（4）数据记录
光电效应仿真实验光电效应仿真实验光电效应仿真实验光电效应光电效应仿真实验1光电效应的发现光电效应仿真实验1905年1光电效应的发现提出光量子假说获得诺贝尔奖1921年光电效应仿真实验光敏电阻光电倍增管紫外光电管2光电效应的应用光电继电器光电效应仿真实验国际空间站的太阳能电池板太阳能电池警示灯太阳能电池阵列发电太阳能汽车2光电效应的应用光电效应仿真实验3光电效应实验原理3光电效应实验原理光电效应仿真实验3光电效应实验原理光电效应仿真实验阴极光电流暗电流阳极光电流实际伏安曲线3光电效应实验原理u0光电效应仿真实验3光电效应实验原理光电效应仿真实验1加深对光电效应和光的量子性的认识2验证爱因斯坦光电效应方程掌握测定普朗克常数基本实验方4光电效应仿真实验实验目的光电效应仿真实验实验内容本仿真实验的内容主要是
3、光电效应实验原理
h h U0 0 e e
U 0 h e
U 0 h e
U0
0
0

4、光电效应仿真实验【实验目的】
1）加深对光电效应和光的量子性的认识
2）验证爱因斯坦光电效应方程，掌握测定普朗克常数基本实验方法
【实验内容】本仿真实验的内容主要是：
大学物理仿真实验
郑州轻工业学院
蒋逢春
光电效应测普朗克常数

光电效应测定普朗克常数（仿真实验）

光电效应测定普朗克常数（仿真实验）光电效应测定普朗克常数（仿真实验）在近代物理学中，光电效应在证实光的量⼦性⽅⾯有着重要的地位。

1905年爱因斯坦在普朗克量⼦假说的基础上圆满地解释了光电效应。

约⼗年后，密⽴根以精确的光电效应实验证实了爱因斯坦的光电效应⽅程，并测定了普朗克常数。

⽽今光电效应已经⼴泛地应⽤于各科技领域。

利⽤光电效应制成的光电器件如光电管、光电池、光电倍增管等已成为⽣产和科研中不可缺少的器件。

【实验⽬的】1．了解光电效应的基本规律。

2．测量光电管的伏安特性曲线。

3．验证爱因斯坦光电效应⽅程。

4．测量普朗克常数。

【实验仪器】本实验仿真软件为科⼤奥锐公司的“⼤学物理仿真实验2010版”，对应真实实验的仪器有：光电管，光源（汞灯）滤波⽚组（577.0nm,546.1nm,435.8nm,404.7nm,365nm滤波⽚），50%、25%、10%的滤光⽚，直流电源、检流计（或微电流计）、直流电压计等。

【实验原理】1.光电效应与爱因斯坦⽅程以合适频率的光照射在⾦属表⾯上，有电⼦从表⾯逸出的现象称为光电效应。

观察光电效应的实验⽰意图如图28.1所⽰。

GD 为光电管，K为光电管阴极，A为光电管阳极，G为微电流计，V为数字电压表，R为滑线变阻器。

调节R可使A、K之间获得从-U到0到+U连续变化的电压。

当光照射光电管阴极时，阴极释放出的光电⼦在电场的图28.1 光电效应实验⽰意图图28.2 光电管的伏安特性作⽤下向阳极迁移，并且在回路中形成光电流。

光电效应有如下的实验规律：262263(1) 光强⼀定时，随着光电管两端电压的增⼤，光电流趋于⼀个饱和值I s ，对不同的光强，饱和电流I s 与光强I 成正⽐。

(2) 当光电管两端加反向电压时，光电流迅速减⼩，但不⽴即降到零，直⾄反向电压达到U c 时，光电流为零，U c 称为截⽌电压。

这表明此时具有最⼤动能的光电⼦被反向电场所阻挡，则有C eU mv =max 21 (28.1) 实验表明光电⼦的最⼤动能与⼊射光强⽆关，只与⼊射光的频率有关。

光电效应实验报告

P AKAV一、引言当光束照耀到金属外表时，会有电子从金属外表逸出，这种现象被称之为“光电效应”。

对于光电效应的争论，使人们进一步生疏到光的波粒二象性的本质，促进了光的量子理论的建立和近代物理学的进展。

现在观点效应以及基于其理论所制成的各种光学器件已经广泛用于我们的生产生活、科研、事等领域。

所以在本试验中，我们利用光电效应测试仪对爱因斯坦的方程进展验证，并且测出普朗克常量，了解并用试验证明光电效应的各种试验规律，加深对光的粒子性的生疏。

二、试验原理1. 光电效应就是在光的照耀下，某些物质内部的电子背光激发出来形成电流的现象；量子性则是源于电磁波的放射和吸取不连续而是一份一份地进展，每一份能量称之为一个能量子，等于普朗克常数乘以辐射电磁波的频率，即 E=h*f 〔f 表示光子的频率〕。

2. 本试验的试验原理图如右图所示，用光强度为 P 的单色光照耀光电管阴极K,阴极释放出的电子在电源产生的电场的作用下加速向 A 移动，在回路中形成光电流，光电效应有以下试验规律；1) 在光强P 确定时，随着 U 的增大，光电流渐渐增大到饱和，饱和电流与入射光强成正比。

2) 在光电管两端加反向电压是，光电流变小，在抱负状态下，光电流减小到零时说明电子无法打到 A,此时 eUo=1/2mv^2。

3) 转变入射光频率 f 时，截止电压 Uo 也随之转变，Uo 与 f 成线性关系，并且存在一个截止频率 fo,只有当 f>fo 时,光电效应才可能发生，对应波长称之为截止波长〔红限〕，截止频率还与 fo 有关。

4) 爱因斯坦的光电效应方程：hf=1/2m(Vm)^2+W,其中 W 为电子脱离金属所需要的功，即逸出功，与 2)中方程联立得：Uo=hf/e –W/e 。

光电效应原理图3.光阑：光具组件中光学元件的边缘、框架或特别设置的带孔屏障称为光阑，光学系统中能够限制成像大小或成像空间范围的元件。

简洁地说光阑就是把握光束通过多少的设备。