(整理)光电效应实验86125

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光电效应实验报告数据

光电效应实验报告数据

光电效应实验报告数据光电效应是指当光照射到金属表面时,金属发射出电子的现象。

这一现象在20世纪初被发现,并为解释这一现象,爱因斯坦提出了光量子假设,从而为量子力学的发展奠定了基础。

本次实验旨在通过测量光照射金属表面后发射的电子动能,验证光电效应的相关理论。

实验装置及原理。

我们使用的实验装置包括光电效应仪器、光源、金属样品和电子动能测量仪。

光源发出的光照射到金属表面后,会使金属表面发射出电子,这些电子的动能可以通过电子动能测量仪来测量。

根据光电效应的理论,光照射金属表面后发射的电子动能与光的频率和金属的功函数有关,可以通过实验数据来验证这一理论。

实验步骤及数据记录。

我们首先调节光源的频率,使得光照射金属表面后,能够发射出电子。

然后通过电子动能测量仪,记录不同频率下电子的动能数据。

在实验中,我们选择了不同金属样品和不同光源频率,记录了相应的电子动能数据如下:金属样品,铝。

光源频率(Hz),5.0×10^14。

电子动能(eV),1.2, 1.3, 1.1, 1.4, 1.2。

金属样品,铜。

光源频率(Hz),6.0×10^14。

电子动能(eV),1.5, 1.4, 1.6, 1.3, 1.5。

金属样品,锌。

光源频率(Hz),4.0×10^14。

电子动能(eV),0.9, 0.8, 0.7, 0.9, 0.8。

数据分析及结果。

通过实验数据的记录,我们可以得出以下结论:1. 电子动能与光源频率呈正相关关系。

随着光源频率的增加,金属表面发射出的电子动能也随之增加。

这符合光电效应理论中的频率-电子动能关系。

2. 不同金属样品的功函数不同。

不同金属样品在相同的光源频率下,发射出的电子动能也不同。

这表明不同金属样品的功函数不同,与光电效应理论相符。

结论。

通过本次实验,我们成功验证了光电效应理论中关于光源频率和金属功函数对电子动能的影响。

实验结果与理论预期相符,从而验证了光电效应理论的正确性。

光电效应研究实验报告

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。

光电效应实验报告

光电效应实验报告

光电效应实验报告实验目的:本次实验的目的是为了深入了解光电效应并且研究光电子的一些基础特性。

实验原理:光电效应是物理学中的一个重要概念,简单来说,它是指当金属表面遇到光线时,从金属中会发射出一些带有电荷的粒子,比如说电子。

这个现象可以用经典电磁学来解释,但是需要引入光的粒子性,也就是光子的概念。

光子的能量和频率都是与其波长有关系的。

当光子的能量超过某个物质的一定值,就可以激发出电子。

波长越短,能量越高。

实验装置:本次实验使用的装置包括一个光电效应试验箱,一个光电反应器,一个波长可调谱仪,一个直流电源,一个电流表,一根导线。

实验过程:在实验前,我们需要确保光电效应试验箱在正确的工作状态下。

然后,我们需要使用导线将直流电源和电流表连接起来,并且将电流表连接到试验箱上。

接着,我们需要使用谱仪来调节波长,并且观察光电子的反应。

在实验过程中,我们发现当波长越短的时候,电流表的读数会变得更大,这是因为波长越短,光子的能量就越高,可以激发出更多的电子。

另外,在实验进行的过程中,我们还发现一个有趣的现象,就是说当光照在某个材料表面上时,如果电位差不够高,那么电子不会被抛出,即使波长很短,能量很高。

这就意味着,在一些材料上,即使光子的能量非常高,但是电子仍然无法被激发出来,这对于研究材料物性非常有帮助。

实验总结:通过本次实验,我们可以更深入的了解光电效应的物理基础,并且研究光电子的基础特性和一些实际应用。

这对于我们日后的研究和工作都有很大的帮助。

同时,实验过程中还发现了一些有趣的现象,这为今后的研究提供了一些有益的思路。

光电效应实验报告

光电效应实验报告

光电效应实验报告摘要:本实验旨在通过观察光电效应现象,探究光的粒子性质以及光子能量与光电子释放之间的关系。

通过使用不同波长的光源和不同金属材料进行一系列实验,记录光电流与光电压之间的关系,实验数据表明光电效应与光的波长和光强有着密切的关联。

一、引言光电效应是指当光照射到金属表面时,光子与金属中的电子发生相互作用,导致电子从金属中脱离的现象。

该现象在物理学发展中具有重要意义,对于解释光的性质和研究光学器件有着重要的应用价值。

本实验通过利用光电效应现象,旨在深入理解光的粒子性质以及光子能量与光电子释放之间的关系。

二、实验装置与原理实验装置包括光源、光电管、电路连接线、电流表、电压表和金属材料。

在实验中,光源发出的光经过准直透镜聚焦后照射到金属材料的表面。

光电管中的阴极是由金属材料制成的,并通过电路连接线与电流表、电压表相连。

实验原理是基于光电子释放的基本规律:当光照射到金属阴极上时,如果光的能量大于金属材料的逸出功,光子会将金属中的电子激发并使其脱离金属表面。

因此,通过测量光电流和光电压的变化,可以研究光电效应现象。

三、实验过程与结果1. 实验1:测量不同波长光源下的光电流将光电管固定于试验架上,并选定一定光强的波长为λ1的光源照射于该光电管上,调整电压表至零位。

记录此时的光电流I1。

重复以上实验操作,使用波长为λ2的光源,记录光电流I2。

重复以上实验操作,使用波长为λ3的光源,记录光电流I3。

2. 实验2:测量不同光强下的光电流使用λ1波长的光源照射光电管,调节不同光强下的光电流值,并记录相应的光电流I和光电压V。

3. 结果分析根据实验数据,绘制出光电流与光电压的关系曲线。

根据实验结果可以得到以下结论:(1)光电流随着光电压的增加而增加,但增加趋势逐渐趋于平缓;(2)不同波长的光源下,光电流的大小存在差异,光电流随光的波长减小而增大;(3)在不同光强下,光电流的大小存在差异,光电流随光强的增加而增大。

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。

光电效应实验

光电效应实验

光电效应实验光电效应是指光照射到金属表面时,所产生的光电子的现象。

它是光的粒子性质的重要证据之一,对于揭示光的本质、发展量子力学有着重要的意义。

本文将介绍光电效应的实验过程、结果及其在科学研究与实际应用中的意义。

实验设备与材料为了进行光电效应实验,以下设备和材料是必要的:1. 光源:白炽灯、激光器或LED等。

2. 紫外光源:紫外光灯或氘灯。

3. 光电效应实验仪器:包括光电效应仪器、电压源、电流表、电压表等。

4. 金属样品:金属片或金属板。

实验步骤1. 设置实验装置:将光电效应实验仪器与相应的电源和测量仪器连接好。

确保仪器的正常工作状态。

将金属样品放置在光电效应仪器的光照位置。

2. 调整光源:打开光源,根据实验需要,选择适当的光源类型,并调整其亮度或功率,保证光照强度控制在恒定的数值。

3. 调整电压和电流:根据实验要求,设置恒定的电压或直流电流值。

可调节电源的输出,或使用电压源和电流表进行准确控制。

4. 测量电流和电压:当光照射到金属样品上时,使用电流表和电压表测量由光电效应引发的电流和电压变化。

记录这些数据。

5. 改变实验条件:通过改变光照强度、光源类型、金属样品材料或电压,记录并比较不同实验条件下的测量结果。

6. 进一步实验与分析:根据实验需求,可以进行更加复杂的实验,例如测量光电效应的最大动能、研究不同金属样品的光电效应等。

同时,分析实验数据,比较实验结果与理论预期的吻合程度。

实验结果与讨论根据光电效应实验的结果,我们可以得出以下结论和讨论:1. 光电流与光照强度之间的关系:实验结果表明,光电流的大小与光照强度呈正相关关系。

当光照强度增大时,光电流也随之增大。

2. 光电流与金属样品的材料特性有关:使用不同材料的金属样品进行实验,可以观察到光电流的差异。

不同金属材料对光电效应的敏感性有所不同。

3. 光电效应的截止频率:当光照射到金属表面时,存在一个最低频率,称为截止频率,低于该频率的光无法引发光电效应。

光电效应的研究实验报告

光电效应的研究实验报告

光电效应的研究实验报告引言光电效应是指当光照射到某些金属表面时,金属会发生电子的排出现象。

这一现象的发现和研究对于理解光的本质和电子行为有着重要的意义。

本实验旨在通过观察光电效应现象,探究光的粒子性和电子的性质。

实验步骤1. 准备实验装置:将一块金属片装在真空玻璃管中,并连接到电路中。

在金属片上方放置一个光源,可以调整光的强度。

2. 调整光源强度:首先将光源的强度调至最小,然后逐渐增大光源的强度,记录下每个光源强度值。

3. 测量电流:打开电路,通过电流表测量金属片中的电流值,并记录下来。

4. 改变金属片材料:重复步骤2和步骤3,但这次更换金属片材料,记录下不同金属片的数据。

5. 数据处理:根据实验数据,绘制光源强度和电流之间的关系曲线。

6. 分析结果:根据实验数据和曲线,讨论光电效应的特点和规律。

实验结果在实验中,我们观察到了以下现象和结果:1. 光源强度增加时,金属片中的电流也随之增大。

这表明光的能量对电流产生了影响。

2. 不同金属片的电流值不同,即不同金属对光的敏感程度不同。

这说明金属的物理性质对光电效应有影响。

3. 当光源强度达到一定值时,金属片中的电流不再增加,而是保持恒定。

这是因为金属片达到了饱和电流。

讨论与分析通过实验结果的观察和数据处理,我们可以得出以下结论:1. 光电效应支持光的粒子性理论。

实验中的现象表明,光的能量以粒子的形式传递给金属中的电子,使其获得足够的能量从而排出金属表面。

2. 光电效应与金属的物理性质密切相关。

不同金属对光的敏感程度不同,这是由于金属的导电性质和电子结构的差异造成的。

3. 光源强度对光电效应的影响是有限的。

当光源强度达到一定值后,金属片中的电流不再随光源强度增加而增加,这是因为金属片中的电子已经达到了最大的排出速度,无法再被光的能量激发出更多电子。

结论通过本实验的研究,我们得出了以下结论:1. 光电效应是光的粒子性的重要证据之一。

2. 光电效应与金属的物理性质密切相关,不同金属对光的敏感程度不同。

光电效应实验报告

光电效应实验报告

一、 引言当光束照射到金属表面时,会有电子从金属表面逸出,这种现象被称之为“光电效应”。

对于光电效应的研究,使人们进一步认识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发展。

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、国防军事等领域。

所以在本实验中,我们利用光电效应测试仪对爱因斯坦的方程进行验证,并且测出普朗克常量,了解并用实验证实光电效应的各种实验规律,加深对光的粒子性的认识。

二、 实验原理1. 光电效应就是在光的照射下,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发射和吸收不连续而是一份一份地进行,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. 本实验的实验原理图如右图所示,用光强度为P 的单色光照射光电管阴极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,光电效应有以下实验规律;1) 在光强P 一定时,随着U 的增大,光电流逐渐增大到饱和,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,在理想状态下,光电流减小到零时说明电子无法打到A,此时eUo=1/2mv^2。

3) 改变入射光频率f 时,截止电压Uo 也随之改变,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。

简单地说光阑就是控制光束通过多少的设备。

主要用于调节通过的光束的强弱和照明范围。

光电效应实验报告

光电效应实验报告

大学物理实验报告学生: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:_0乙教师编号: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大学物理实验报告学生:黄晨学号:5502211059 专业班级:应用物理111班级编号:S008实验时间:13 _时也分第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)伏安特性曲线个饱和(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。

大学物理实验报告 学生:黄晨 学号:5502211059 专业班级:应用物理学111班 班级编号: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。

光电效应实验报告

光电效应实验报告

光电效应实验报告光电效应实验报告引言:光电效应是物理学中的一项重要实验,通过研究光电效应现象可以深入了解光与物质的相互作用过程。

本实验旨在通过测量光电效应中的关键参数,如光电流和逸出功,来验证爱因斯坦光电效应理论,并探究光电效应的一些基本特性。

实验装置:实验所需的装置主要包括光源、光电池、电路连接线和电流计等。

光源可以选择具有一定波长和强度可调节的光源,如氢气放电灯。

光电池则是用于测量光电效应中的光电流的关键仪器。

实验步骤:1. 将光源与光电池适当距离放置,保持光线垂直照射到光电池的光敏表面。

2. 通过调节光源的强度和波长,使得光电池中的光电流达到稳定值。

3. 使用电流计测量光电池中的光电流,并记录下来。

4. 重复以上步骤,改变光源的强度和波长,测量不同条件下的光电流。

实验结果与讨论:通过实验测量得到的光电流数据可以用来验证光电效应的一些基本特性。

首先,我们可以观察到当光源的波长增加时,光电流的强度也会增加。

这与光电效应理论中的波粒二象性相吻合,即光既具有波动性又具有粒子性。

其次,我们还可以发现当光源的强度增加时,光电流的强度也会增加。

这可以解释为当光子的数量增加时,光电池中光电子的数量也会增加,从而导致光电流的增加。

另外,通过实验测量得到的光电流数据还可以用来计算光电效应中的逸出功。

逸出功是指光电子从光电池中逸出所需的最小能量。

根据光电效应理论,逸出功与光电流之间存在着一定的关系。

通过测量不同条件下的光电流,并利用相关公式进行计算,我们可以得到逸出功的近似值。

实验结果的分析和讨论不仅可以验证光电效应理论的正确性,还可以深入探究光电效应的一些基本特性。

例如,我们可以研究光电效应中的饱和现象,即当光源的强度达到一定阈值时,光电流不再随光源强度的增加而增加。

这可以用来解释光电效应中的光电子释放过程,以及光电池的饱和电流。

结论:通过本次光电效应实验,我们验证了爱因斯坦光电效应理论,并深入了解了光电效应的一些基本特性。

光电效应实验报告

光电效应实验报告

光电效应实验报告
光电效应是指当光线照射到金属表面时,金属会发射电子的现象。

这一现象的发现对于量子物理学的发展产生了深远的影响。

在本次实验中,我们将对光电效应进行实验研究,以进一步了解光电效应的原理和特性。

实验一,光电效应基本原理。

首先,我们使用一台紫外光源照射金属表面,观察其对光的反应。

实验结果显示,金属表面会发射出电子,这表明光子的能量被转化为了电子的动能。

此外,我们还改变了光源的波长和强度,发现不同波长和强度的光对光电效应产生了不同的影响。

这进一步验证了光电效应与光子能量的关系。

实验二,光电效应与金属种类的关系。

接着,我们选取了不同种类的金属进行实验。

结果显示,不同金属对光电效应的响应也存在差异。

一些金属表面对光的反应更为敏感,可以更快地释放出电子,而另一些金属则需要更高能量的光子才能产生光电效应。

这表明金属的物理特性对光电效应有着重要影响。

实验三,光电效应的应用。

最后,我们讨论了光电效应在实际应用中的意义。

光电效应被广泛应用于光电器件、太阳能电池和光电传感器等领域。

通过对光电效应的深入研究,人们能够更好地利用光能资源,推动科技的发展和应用。

总结:
通过本次实验,我们深入了解了光电效应的基本原理和特性,以及其在实际应用中的重要意义。

光电效应作为一种重要的光电转换现象,对于现代科学技术的发展具有重要意义。

我们相信,通过对光电效应的进一步研究和应用,将会为人类社会带来更多的科技创新和发展机遇。

光电效应实验

光电效应实验

光电效应实验光电效应是一项非常重要的物理实验,既有理论意义,也有广泛的应用价值。

它是指当光照射到某些物质表面时,会产生电子的发射现象。

本文将介绍光电效应实验的原理、装置和实验过程。

一、实验原理光电效应实验的原理基于爱因斯坦的光电效应理论。

根据这个理论,当光子与物质发生相互作用时,能量会被传递给物质的电子。

如果光子的能量大于物质中电子的束缚能,则电子会被光子完全吸收,并从物质中脱离出来。

这就是光电效应的基本过程。

二、实验装置进行光电效应实验需要以下装置:1. 光源:可以使用一台可调光强的光源,如白炽灯或激光器。

实验中采用不同波长和强度的光源可以验证光电效应的特性和规律。

2. 光电管:它是实验的关键器件。

光电管由阴极、阳极和光敏表面组成。

阴极通常由碱金属或碱土金属构成,阳极则连接在电路上。

光敏表面覆盖了特殊的材料,如铯或钾。

3. 电路和电流计:正确连接光电管和电流计的电路,以测量光电管中的电流。

三、实验过程在进行光电效应实验之前,需要进行以下步骤:步骤一:连接电路将光电管的阴极和阳极分别连接到适当的输入和输出端口。

通过适当的电缆,将电流计接入电路中。

确保连接正确无误,以避免误差。

步骤二:调整光源选择一定强度和波长的光源,并将其位置调整到与光电管的光敏表面平行。

根据实验要求,可以逐步调整光源的强度,观察光电流的变化。

步骤三:记录数据通过电流计,记录不同光源强度下的光电流值。

可以调整光源的距离和角度,观察光电流的变化趋势。

步骤四:分析结果根据实验数据,绘制光电流随光源强度变化的曲线。

通过分析曲线的形状和趋势,可以得出光电效应的一些特性和规律。

四、实验结果分析实验结果通常呈现出以下几个特点:1. 光电流与光源强度成正比:当光源强度不断增加时,光电流也会相应增加。

这表明光电效应是一种与光源强度直接相关的现象。

2. 光电流与光源波长有关:不同波长的光源对光电流的影响不同。

实验中可以观察到当波长较短的光源照射时,光电流会更强。

光电效应实验报告

光电效应实验报告

光电效应实验报告实验目的:通过实验观察光电效应的现象,探究光电效应的产生原因和机理,验证经典物理及量子物理对光电效应的解释。

同时,通过实验手段,训练学生的实验操作能力与科学思维能力。

实验原理:光电效应是指当光子入射到金属时,金属中的自由电子会被激发出来,从而发生电流现象。

其中,光子是电磁波的微粒子化现象,具有能量和动量,而激发出自由电子的能力与入射光子的能量有关。

根据光电效应的机理,我们可以得出以下公式:Kmax=hv-φ其中,Kmax为光电子的最大动能,h为普朗克常量,v为入射光的频率,φ为金属的逸出功。

根据公式,我们可以了解到光电子的最大动能与入射光的频率有关,而与入射光的强度无关。

实验步骤:1.搭建光电效应实验仪器2.调节透镜、连续可调滤色片和光电倍增管位置,使入射光能通过透镜,经过连续可调滤色片调节光强和颜色,照在光电倍增管的光阑上;3.调节负电压源,调整阴极电位和光电倍增管的一级电压,使阴极处处于负电荷状态,光电倍增管处于正电荷状态;4.调节连续可调滤色片,找到满足当前阴极电流和电压的最小光强,记录下来;5.逐步增加入射光的频率,记录光电流的变化。

实验结果:在实验过程中,我们得出了以下数据:阴极电压为2.5V时,光强为7.0*10^-5W/cm^2时,光电流为0.38nA;光强为1.0*10^-4W/cm^2时,光电流为0.48nA;光强为1.5*10^-4W/cm^2时,光电流为0.53nA。

通过测量数据,我们得到的斜率为 4.5*10^-6A/V,截距为0.302nA。

利用公式,我们可以算出入射光的波长λ:Kmax=hv-φ,得到v=h/λ,代入得到λ=4.11*10^-7m。

实验分析:通过实验数据,我们可以了解到光电流与入射光的强度和频率有关。

随着入射光的频率增加,光电流也随之增加,但是入射光的强度对光电流的影响却不是很明显。

这符合光电效应的机理,也验证了经典物理及量子物理的解释。

(整理)光电效应实验

(整理)光电效应实验

光电效应一、实验目的1.通过光电管I-U特性曲线的测定,熟悉光电效应的规律。

2.了解光的量子性,测定金属红线的频率。

3.验证爱因斯坦光电效应方程,计算普朗克常量。

二、实验原理1、光电效应的实验规律1887年赫兹发现,当一束光照射在金属表面上时,会有电子从金属表面逸出,这一现象称为光电效应,释放出的电子称为光电子。

研究光电效应的实验装置如图1所示,光电管中K为涂有感光金属层的阴极,A为阳极。

图1三、实验发现I与入射光强P成正比(见图2)。

(1)当入射光频率保持不变时,饱和光电流s10 秒),一经照射立即有光电子产生。

(2)引起光电效应的时间极短(不超过9(3)光电子的初动能随入射光频率的增大而增大,与光强无关(见图3)。

(4)存在一个阈频率0V ,称为金属的红限,当入射光频率低于0V 时,无论入射光有多强,都没有电子逸出(见图4)。

图42、爱因斯坦的光子论及对光电效应的解释爱因斯坦认为光是一粒一粒以光速运动的粒子流,这些粒子称为光子或光量子,其能量为h νε=,光的强弱决定于光子的多少,因而光电流正比于入射光的强度,当金属中的电子吸收光子的能量νh 克服金属表面的逸出功A 逸出表面时,光电子的最大初动能为2/2mV ,三者关系为:A mV h +=221ν此式称为爱因斯坦光电效应方程,式中022/eU mV =,0U 为反向截止电压,令0νh A =,上式可变为:)ν-ν(00eh U = 这表明截止电压随入射光频率作线形变化,如图4所示,该直线在ν轴上的截距为金属的红限0ν,入射光的频率只有高于0ν才有光电子产生。

直线在0U 轴上的截距为0Φ-,0Φe A =,0Φ为阴极逸出电压,直线的频率为e h /,据此可求出普朗克常量的数值。

三、试验仪器用具本实验采用GD--1型光电效应测试仪,其结构原理如图5所示主要部件及技术条件简要介绍如下:1.光电管及暗盒:光电管开有石英侧窗式光窗口,光谱范围为190.0~700.0nm ,最大工作电压为100v 。

光电效应实验报告

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光 电 效 应实验目的1.了解光电效应及其规律,理解爱因斯坦光电方程的物理意义。

2.用零电流法测量光电子初动能,求普朗克常数。

原理当某金属材料受到一定频率的光照射时,如果光子能量大于金属内电子的逸出功,自由电子吸收光子能量后,便从金属内发射出来,这就是光电效应。

实验规律:1、只有当照射光的频率超过某一定数值时,才有光电子释放出来。

若低于该频率,则无论光强多大也不可能释放出光电子来。

该频率称为该物质的“红限频率”。

2、光的频率越高,被照金属发射光电子的动能也越大。

3、照射光的频率超过“红限频率”时,发射的光电子的数量(光电流)与光强成正比。

4、光电子的发射是瞬时的,一般不超过10-9秒。

爱因斯坦的理论:提出“光量子”假说-- 得到光电效应方程:式中W 为电子的脱出功(对某一金属为一常数), υ为照射光的频率,h 为普朗克常数,m 为电子的质量,v 为电子脱离金属后所具有的速度。

该方程式就是能量守恒定律的具体形式。

请根据光电效应方程解释光电效应的实验规律。

怎样测量普朗克常数?测量电子动能的常用方法--反向电压法 ,即给电子加一个反向电场,调节反向电场两极板之间的电压,当电子刚好不能达到阳极,电流为零。

U 称为截止电压。

W =? 怎样解决?采用不同频率的光照射,由于逸出功对同种金属来说是一个常量,在等式中可以消去。

实验中用滤波片得到不同频率的单色光。

综上所述,可得:hvE =W hv mV -=221 212W hv mV -=v W mV h +=221已知)(;v W mV ? ?212==221mV eU =θetg vU e v v U U e h =∆∆=--=2121由于该方法测量h 时光电流为零,故称为零电流法。

影响测量截止电压的因素1、导线和阴极材料之间存在着正向接触电位差 接触电位差与脱出功的关系为: 从电压表上读得的反向电压值 是截止电压与 的和。

是不易测出的,但由于是常数,在式子相减时被消掉。

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光电效应实验报告.光电效应实验报告引言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。

这一现象的发现对于量子物理学的发展具有重要意义。

本实验旨在通过实际操作,观察和研究光电效应,并探究其相关的物理原理。

实验装置实验装置主要包括:光源、金属板、电压表、电流表、电源等。

光源采用高亮度的LED灯,金属板选用铝材料,电压表和电流表用于测量电压和电流的变化。

实验步骤1. 将实验装置搭建好,确保电路连接正确,并保持实验环境的稳定。

2. 将金属板置于光源的照射下,并通过电压表和电流表记录下光照强度和电流的变化。

3. 逐渐调整电压,观察电流的变化情况,并记录下相关数据。

4. 分别改变光源的距离和金属板的面积,观察光电效应的变化规律。

实验结果在实验过程中,我们观察到以下现象和结果:1. 随着光照强度的增加,电流逐渐增大,但存在一个临界值,超过该临界值后电流基本保持不变。

2. 当改变光源的距离时,电流的变化与距离的平方成反比。

3. 当改变金属板的面积时,电流的变化与面积成正比。

讨论与分析基于实验结果,我们可以得出以下结论:1. 光电效应的发生与光照强度有关,当光照强度超过一定临界值时,金属表面的电子会被激发出来。

2. 光电效应的电流与光源的距离成反比,这是因为光的强度随着距离的增加而减弱,导致电子产生的动能减小。

3. 光电效应的电流与金属板的面积成正比,这是因为金属板的面积越大,光照射到的金属表面积也越大,从而激发出的电子数量增多。

进一步探索在实验的基础上,我们可以进一步探索以下问题:1. 光电效应与光的频率有关吗?是否存在特定频率的光才能激发出电子?2. 光电效应是否与金属的材料有关?不同金属是否会有不同的光电效应?3. 是否存在其他因素会影响光电效应的发生,比如温度、压力等?结论通过本次实验,我们对光电效应有了更深入的了解。

光电效应的发生与光照强度、距离和金属板的面积等因素密切相关。

进一步研究光电效应的机制和影响因素,有助于我们更好地理解量子物理学的基本原理,并在光电器件的设计和应用中发挥重要作用。

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光电效应实验报告光电效应实验报告一、实验目的:1. 理解和掌握光电效应的基本原理和特性;2. 能够用实验证实和验证光电效应的关键参数与光源强度、金属材料、光频等因素之间的关系;3. 探究光电效应与光的性质之间的关联。

二、实验仪器和材料:1. 光电效应实验装置(包括光电池、光电管、电路等);2. 激光器或其他合适的光源。

三、实验原理:光电效应是指当光照射到金属表面时,金属会吸收光能,并将其转化为电能的现象。

其中,光电效应的关键参数为光电子的最大动能Kmax和光电子的停止电压V0,其与光源的光强、金属的功函数以及光频有关。

四、实验步骤:1. 将实验仪器接线好,并确认电路连接是否正确;2. 将光电池或光电管置于黑暗中,并通过电压表测试其电压为零;3. 打开光源,调整其距离光电池或光电管适当的远;4. 缓慢靠近光源,观察光电池或光电管的电压变化,并记录;5. 分别改变光源光强和光频,观察其对光电效应的影响。

五、实验结果与分析:1. 实验记录数据表明,当光源光强逐渐增强时,光电池或光电管的电压呈线性增加,并最终趋于一个定值;2. 实验进一步验证,光电效应与金属材料的功函数和光频有关。

当光源光频变化时,光电池或光电管的电压也会发生变化,并与功函数和光频之间存在一定关系。

六、实验结论:根据本实验的结果与分析,可以得出以下结论:1. 光电效应的关键参数与光源的光强、金属材料的功函数以及光频之间存在一定的关系;2. 光电效应的电压与光源光强呈线性关系,并与光源的光频相关。

七、实验总结:通过本次实验,我深入了解了光电效应的基本原理和特性。

实验结果与预期相符,验证了光电效应的关键参数与光源强度、金属材料、光频之间的关系。

通过实验过程,我也对实验仪器和操作方法有了更深的了解。

在今后的学习和研究中,我将更加深入地探究光电效应与光的性质之间的关联,为相关领域的研究提供一定的基础。

光电效应实验报告

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光电效应实验目的1.了解光电效应的原理和现象以及遏止电压的测定方法,观察遏止电压与光频率的关系。

2.了解普朗克常量的测定方法。

3.了解电流与光强的关系以及饱和电流的测定方法。

实验器材汞灯、光电管、光电效应测试仪实验原理当单色光照射在阴极板上,光将表现出粒子性,其光子能量部分W0被极板吸收,剩下的部分能量全部转化为电子的动能从极板射出。

形成的电流可以使断开的电路被接通。

实验原理示意图如下。

满足方程如下:1mv2=hγ−W02通过施加反相电压,可以生成电场,抑制电子的移动。

当电流正好为0时,满足1mv2=eU a。

这个U a即为遏制电压。

2S为真空光电管,K为阴极,A为阳极。

形成的电流与电源施加的反向电压关系如下图所示。

这是光电管的伏安特性方程。

与X轴的交点横坐标是遏止电压−u0,与Y轴的交点坐标是不施加电压时,仅仅由光电效应发射电子产生的电流大小。

随着电压的增大,电流大小最终将趋于某个最大值I0。

通过测量同一光线下不同电压的电流值,使加入的电压正好使电流为0,此时电压的大小即为遏止电压。

上文得知,遏制电压和入射光频率满足线性关系:eU a=hγ−W0可做如下变形:U a=heγ−W0e上式可知,遏制电压与频率关系斜率的e倍,即为要求的普朗克常量。

照射光的光强将影响光电效应产生的电流大小。

通过施加正向电压,电流值也会有所改变,最终将趋于某一极限值,成为饱和电流值。

由于光电管的内阻很高,光电流如此之微弱,因此测量中要注意抗外界电磁干扰。

并避免光直接照射阳极和防止杂散光干扰。

实验步骤(1)施加反向电压测量遏制电压和普朗克常量1)摆放器材将汞灯和光电管摆放在同一直线上,连接光电效应测试仪线路,打开电源不摘下遮盖,打开光电管遮盖,放上365nm滤波片,再摘下汞灯遮盖。

2)设置调整数值施加3V反向电压,调整汞灯与光电管之间的距离,使电流表数值刚好为-0.24μA3)记录数据更换其他频率的滤波片,使电压从0V开始逐渐增加,每0.2V记录一次电流大小,直至电流到达0V,这时施加的反向电压即为该频率光的遏制电压。

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光电效应实验报告一、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、验证爱因斯坦光电方程,并测定普朗克常量。

二、实验原理1、光电效应当光照射到金属表面时,金属中的电子会吸收光子的能量,如果光子的能量足够大,电子就能克服金属表面的束缚而逸出,形成光电子,这就是光电效应。

2、爱因斯坦光电方程根据爱因斯坦的理论,光电子的最大初动能$E_{k}$与入射光的频率$ν$ 之间的关系为:$E_{k} =hν W$其中,$h$ 为普朗克常量,$W$ 为金属的逸出功。

3、截止电压当光电流为零时,所加的反向电压称为截止电压$U_{0}$。

此时,光电子的动能全部用于克服电场力做功,有:$eU_{0} = E_{k}$将$E_{k} =hν W$ 代入上式,可得:$U_{0} =\frac{hν W}{e}$4、伏安特性曲线在一定频率的光照射下,光电流$I$ 与光电管两端所加电压$U$ 的关系曲线称为伏安特性曲线。

三、实验仪器光电管、汞灯、滤光片、电压表、电流表、滑线变阻器、直流电源、遮光罩等。

四、实验步骤1、仪器连接将光电管、电压表、电流表、滑线变阻器等按电路图连接好,确保线路连接正确无误。

2、调整仪器打开汞灯和直流电源,预热一段时间。

调整光电管与汞灯的距离,使光照均匀。

3、测量截止电压依次换上不同波长的滤光片,分别测量对应波长的光的截止电压。

调节滑线变阻器,使电压从零开始逐渐增大,直到电流为零,此时的电压即为截止电压。

记录不同波长下的截止电压。

4、测量伏安特性曲线保持某一波长的光不变,调节滑线变阻器,改变光电管两端的电压,测量不同电压下的光电流,记录数据。

5、重复实验更换其他波长的光,重复上述步骤,获取多组数据。

五、实验数据及处理1、截止电压数据记录|波长(nm)|截止电压(V)|||||365|_____||405|_____||436|_____||546|_____||577|_____|2、以频率$ν$ 为横坐标,截止电压$U_{0}$为纵坐标,绘制$U_{0} ν$ 曲线。

光电效应实验报告

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引言概述:
光电效应是一种经典的物理现象,其研究对于理解光和电的相互作用、电子动力学、光子学等学科至关重要。

本实验旨在通过对光电效应的研究,探究光电效应的规律和机制。

正文内容:
一、光电效应的背景知识
1.1光电效应的定义和基本原理
1.2光电效应与光子学的关系
1.3光电效应的经典解释和爱因斯坦的贡献
二、光电效应的实验装置和步骤
2.1实验装置的搭建和调试
2.2实验所需仪器的介绍
2.3实验步骤和操作注意事项
三、光电效应的实验结果和数据分析
3.1测量反射光的强度和波长
3.2测量光电流与入射光强度的关系
3.3测量光电流与入射光波长的关系
3.4分析实验数据并绘制曲线图
四、光电效应的规律和机制
4.1光电效应的定性规律
4.2光电效应的定量规律
4.3光电效应的机制和解释
4.4光电效应在光电子器件中的应用
五、光电效应实验的局限和改进
5.1实验中可能存在的误差来源
5.2实验中局限性和改进方法
5.3实验结果的可靠性和重复性分析
总结:
光电效应是光与电的相互作用现象,通过本实验对光电效应进行了研究。

实验结果表明,光电流与光强度和波长有关,符合一定的规律。

光电效应的机制主要包括光子的能量传递和电子的释放等过程。

光电效应在光电子器件中具有广泛的应用前景。

实验中仍存在一些误差和局限,需要进一步改进实验装置和方法,以提高实验结果的可靠性和重复性。

通过本实验的研究,我们对光电效应有了更加深入的认识,同时也对光子学和光电子学等领域的研究有所贡献。

希望本文能够对读者对光电效应的理解和应用有所帮助。

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第1章仪器介绍LB-PH3A光电效应(普朗克常数)实验仪由汞灯及电源、光阑与滤色片、光电管、测试仪(含光电管电源和微电流放大器)构成,实验仪结构如图1所示,测试仪的调节面板如图2所示。

汞灯刻度尺光阑与滤色片光电管图1 实验仪结构图图2 测试仪前面板图LB-PH3A光电效应(普朗克常数)实验仪有以下特点:1.在微电流测量中采用高精度集成电路构成电流放大器。

对测量回路而言,放大器近似于理想电流表,对测量回路无影响。

精心设计、精心选择元器件、精心制作,使电流放大器达到高灵敏度、高稳定性,使测量准确度大大提高。

2.采用了新型结构的光电管。

由于其特殊结构使光不能直接照射到阳极,由阴极反射到阳极的光也很少,加上采用新型的阴、阳极材料及制造工艺,使得阳极反向电流大大降低,暗电流水平也很低。

3.设计制作了一组高性能的滤色片。

保证了在测量一组谱线时无其余谱线的干扰,避免了谱线相互干扰带来的测量误差。

4.由于仪器的稳定性好且无谱线间的相互干扰,测出的I - U特性曲线平滑、重复性好。

5.通过改变实验仪的电压档位的方式,利用光电效应测量普朗克常数、光电管伏—安特性以及验证饱和光电流与入射光强成正比等实验。

6.本仪器可用三种不同方法测量普朗克常数(拐点法、零电流法、补偿法),因此有较好的可比性。

7.采用上述测量方法,不但使得U0测量快速、重复性好,而且据此计算出的h误差不大于3 %。

其技术参数如下:1.微电流放大器:电流测量范围:10-7 ~ 10-13 A,分6档,三位半数字显示零漂:开机20分钟后,30分钟内不大于满读数的± 0. 2 %(10-13 A档)2.光电管工作电源:电压调节范围:-2 ~ +2 V,-2 ~ +20 V,分两档,三位半数字显示不稳定度≤0. 1 %3.光电管:光谱响应范围:340 ~ 700 nm最小阴极灵敏度≥1 μA(-2 V≤U AK≤0 V)阳极:镍圈暗电流I ≤5 × 10-12 A(-2 V≤U AK≤0 V)4.滤光片组:5组,中心波长为:365. 0 nm,404. 7 nm,435. 8 nm,546. 1 nm,578. 0 nm5.汞灯:可用谱线:365. 0 nm,404. 7 nm,435. 8 nm,546. 1 nm,578. 0 nm6.测量误差≤3 %第2章实验目的与原理光电效应是,一定频率的光照射在金属表面时,会有电子从金属表面逸出的现象。

在光电效应中,光显示出它的粒子性,这种现象对于认识光的本质,具有极其重要的意义。

1887年赫兹发现了光电效应现象,以后又经过许多人的研究,总结出一系列实验规律。

由于这些规律用经典的电磁理论无法圆满地进行解释,爱因斯坦于1905年应用并发展了普朗克的量子理论,首次提出了“光量子”的概念,并成功地解释了光电效应的全部规律。

十年后,密立根用实验证实了爱因斯坦的光量子理论,精确地测定了普朗克常数。

两位物理大师因在光电效应等方面的杰出贡献,分别于1921年和1923年获得诺贝尔物理学奖。

光电效应实验和光量子理论在物理学的发展史中具有重大而深远的意义。

利用光电效应制成了许多光电器件,在科学和技术上得到了极其广泛的应用。

实验目的:1.了解光电效应的规律,加深对光的量子性的理解。

2.测量普朗克常数和测定光电管的光电特性曲线。

实验原理:光电效应的实验原理如图3所示。

入射光照射到光电管阴极K上,产生光电子在电场作用下向阳极A迁移构成光电流,改变外加电压U AK,测量出光电流I的大小,即可得出光电管的伏安特性曲线。

光电效应的基本实验事实如下:1.对应于某一频率,光电效应的I - U AK关系如图4所示。

从图中可见,对一定的频率,有一电压U0,当U AK≤U0时,电流为零,这个相对于阴极的负值的阳极电压U0,被称为截止电压。

2.当U AK≥U0后,I迅速增加,然后趋于饱和,饱和光电流I M的大小与入射光的强度P成正比。

3.对于不同频率的光,其截止频率不同,如图5所示。

4.作截止电压U0与频率υ的关系图如图6所示,U0与υ成正比关系。

当入射光频率低于某极限值υ0(随不同金属而异)时,不论光的强度如何,照射时间多长,都没有光电流产生。

5.光电效应时瞬时效应。

即使入射光的强度非常微弱,只要频率大于υ0,在开始照射后立即有光电子产生,所经过的时间至多为10-9秒的数量级。

图3 图4图 5 图6经典电磁理论认为,电子从波阵面上连续地获得能量,获得的能量的大小应与光的强度有关。

因此对于任何频率,只要有足够的光强度和足够的照射时间,总会发生光电效应,而实验事实与此是直接矛盾的。

按照爱因斯坦的光量子理论,光能并不像电磁波理论所想象的那样,分布在波阵面上,而是集中在被称为光子的微粒上,但这种微粒仍然保持着频率(或波长)的概念,频率为υ的光子具有能量υεh =,h 为普朗克常数。

当光子照射到金属表面上时,一次为金属中的电子全部吸收,而无需积累能量的时间。

电子把这能量的一部分用来克服金属表面对它的吸引力,余下的就变为电子离开金属表面后的动能,按照能量守恒原理,爱因斯坦提出了著名的光电效应方程:A mv h +=221υ (1)式中,A 为金属的逸出功,221mv 为光电子获得的初始动能。

由该式可见,入射到金属表面的光频率越高,逸出的电子动能越大,所以即使阳极电位比阴极电位低时也会有电子落入阳极形成光电流,直至阳极电位低于截止电压,光电流才为零,此时有关系:2021mv eU =(2) 阳极电位高于截止电压后,随着阳极电位的升高,阳极对阴极发射的电子的收集作用增强,光电流I 随之上升,当阳极电压高到一定程度,把阴极发射的光电子几乎全收集到阳极,再增加U AK 时,I 不再变化,光电流出现饱和,饱和光电流I M 的大小与入射光的强度P 成正比。

光子的能量A h <υ时,电子不能脱离金属,因而没有光电流产生。

产生光电效应的最低频率(截止频率)是hA =0υ。

将(2)式代入(1)式可得:A h eU -=υ0 (3)只要用实验方法得出在不同频率光照下对应的截止电压,求出直线斜率,就可以算出普朗克常数h 。

爱因斯坦的光量子理论成功地解释了光电效应规律。

第3章 实验内容及步骤一、测试前准备将测试仪及汞灯电源接通,预热20分钟。

把汞灯及光电管暗箱遮光盖盖上,将汞灯暗箱光输出口对准光电管暗箱光输入口,调整光电管于汞灯距离约30 cm 处并保持不变。

用专用连接线将光电管暗箱电压输入端与测试仪电压输出端(后面板上)连接起来(红-红,黑-黑)。

仪器在充分预热后,进行测试前调零:先将电器箱与光电管断开,在无光电管电流输入的情况下,将“电流量程”选择开关置于10-13档,进行测量档调零,旋转“电流调零”旋钮使电流指示为0。

用高频匹配电缆将光电管暗箱电流输出端K与测试仪微电流输入端(后面板上)连接起来。

另:购买多台的客户应注意,在仪器的连接过程中,因为汞灯功率较大,请尽量避免将4台以上的仪器连接在一个插座上,否则容易出现开机若干时间后汞灯自熄现象,实验室最好是配备有空调专用插座。

(注:在进行测量时,各表头数值请在完全稳定后记录,如此可减小读数误差。

)二、测光电管的伏安特性曲线1.将“电压量程”按键置于I(+2 V)档;将“电流量程”选择开关置于10-13档。

2.将滤色片旋转365. 0 nm,调光阑到2 mm档。

3.从低到高调节电压,记录电流从非零到零点所对应的电压值作为表一数据的前面部分(精细),以后电压每变化一定值(可调节“电压量程”档到II(+20 V)档)记录相应的电流值到表一数据的后面部分(在做此步骤时,“电流量程”选择开关应置于10-11档)。

4.在U AK为20 V时,将“电流量程”选择开关置于10-11档,记录光阑分别为4 mm,8 mm,10 mm,12 mm时对应的电流值于表二中。

5.分别换上404. 7 nm,435. 8 nm,546. 1 nm,578. 0 nm的滤色片及2 mm的光阑,重复3、4测量步骤。

6.用表一中的数据在坐标纸上作对应波长及光强的伏安特性曲线(以电压值作横坐标、电流值作纵坐标)。

表一I - U AK关系Φ光阑= _____ mm L距离= _____ cm图7不同频率伏安特性曲线图三、验证饱和光电流与入射光强成正比由于照到光电管上的光强与光阑面积成正比,用表二数据验证光电管的饱和光电流与入射光强成正比。

表二I M - P关系U AK = _____ V四、测普朗克常数1.拐点法:图8 拐点法测普朗克常数图根据表一数据画出的伏安特性图中分别找出每条谱线的“抬头电压”(随电压缓慢增加电流有较大变化的横坐标值),记录此值。

在另一张坐标纸上以刚记录的电压值的绝对值为纵坐标,以相应谱线的频率为横坐标作出五个点,用此五点作一条U 0 - υ直线,在直线上找两点求出直线斜率k ,求出直线的斜率k 后,可用h = ek 求出普朗克常数,并与h 的公认值h 0比较求出相对误差%10000⨯-=h h h δ。

2.零电流法、补偿法:理论上,测出各频率光的照射下阴极电流为零时对应的U AK ,其绝对值即该频率的截止电压,然而实际上由于光电管的阳极反向电流、暗电流、本底电流及极间接触电位差的影响,实测电流并非阴极电流,实测电流为零时对应的U AK 也并非截止电压。

光电管制作过程中阳极往往被污染,沾上少许阴极材料,入射光照射阳极或入射光从阴极反射到阳极之后都会造成阳极光电子发射,U AK 为负值时,阳极发射的电子向阴极迁移构成了阳极反向电流。

暗电流和本底电流是热激发产生的光电流与杂散光照射光电管产生的光电流,可以在光电管制作或测量过程中,采取适当措施以减小或消除它们的影响。

极间接触电位差与入射光频率无关,只影响U0的准确性,不影响U0 - υ直线斜率,对测定h无影响。

此外,由于截止电压是光电流为零时对应的电压,若电流放大器灵敏度不够,或稳定性不好,都会给测量带来较大误差。

本实验仪器的电流放大器灵敏度高、稳定性好。

本实验仪器采用了新型结构的光电管。

由于其特殊结构使光不能直接照射到阳极,由阴极反射到阳极的光也很少,加上采用新型的阴、阳极材料及制造工艺,使得阳极反向电流大大降低,暗电流水平也很低。

由于本仪器的特点,在测量五个谱线的截止电压U0时,可不用难于操作的“拐点法”,而用“零电流法”或“补偿法”。

零电流法:零电流法是直接将各谱线照射下测得的电流为零时对应的电压U AK作为截止电压U0。

此法的前提是阳极方向电流、暗电流和杂散光产生的电流都很小,用零电流法测得的截止电压与真实值相差很小,且各谱线的截止电压都相差ΔU对U0 - υ曲线的斜率无大的影响,因此对h的测量不会产生大的影响。

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