(整理)5光电效应实验.
光电效应实验步骤详解

光电效应实验步骤详解
一、实验目的
掌握光电效应实验的基本原理和实验方法,进一步了解光与物质之间的相互作用。
二、实验器材和药品
•光电效应实验装置
•波长可调激光器
•反射板
•电流表
•电压表
•开关
三、实验步骤
1.实验前准备:将光电效应实验装置按照说明书正确组装,接入电流
表和电压表。
2.调试激光器:打开波长可调激光器,调节波长和功率使得输出光线
稳定。
3.测量光电管特性:将光电管与实验装置连接好,调节激光器位置和
光强,测量不同波长下光电管的电流-电压特性曲线。
4.测量阈值波长:逐渐减小波长,直到观察到光电流的显著增加,记
录该波长为光电管的阈值波长。
5.测量功函数:根据实验数据,绘制出光电管的光电流和光强的关系
曲线,通过拟合求得光电管的功函数。
6.分析结果:分析实验得到的数据,深入探讨光电效应和光子的能量
关系。
7.实验总结:总结实验过程中的问题和经验,提出改进建议,思考实
验中未解决的问题和进一步的研究方向。
四、实验注意事项
•操作实验装置时要小心谨慎,避免触碰激光器,避免眼睛直接暴露在激光束下。
•测量时应保持实验环境安静,并尽量减小光线干扰。
•实验结束后及时关闭激光器,摘掉护目镜,注意器材的清洁与整理。
以上是光电效应实验的详细步骤,希望对您有所帮助。
(整理)光电效应实验85953.

光电效应光电效应当光束照射到某些金属表面上时, 会有电子从金属表面即刻逸出,这种现象称为“光电效应”。
1905年爱因斯坦圆满地解释了光电效应的实验现象,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,爱因斯坦因此获得了1921年的诺贝尔奖。
现在利用光电效应制成的各种光电器件(如光电管、光电倍增管、夜视仪等)已经被广泛应用于工农业生产、科研和国防等领域。
[实验目的]1.加深对光的量子性的认识;2.验证爱因斯坦方程,测定普朗克常数;3.测定光电管的伏安特性曲线。
[ 实验原理]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。
根据爱因斯坦的光电效应方程有2+ W (1)hν=1/2 mvm其中ν为光的频率,h为普朗克常数,m和v是光电子的质量和最大速度,W为电子摆脱金属表面m的约束所需要的逸出功。
按照爱因斯坦的光量子理论:频率为ν的光子具有能量hν,当金属中的电子吸收一个频率为ν的光子时,便获得这个光子的全部能量。
如果光子的能量hν大于电子摆脱金属表面的约束是光电子逸出表面后所具有的最大动能;光所需要的逸出功W,电子就会从金属中逸出,1/2mvm子能量 hν小于W时,电子不能逸出金属表面,因而没有光电效应产生。
能产生光电效应的入射光最低频率ν,称为光电效应的截止(或极限)频率。
由方程(1)可得=W/h (2)v不同的金属材料有不同的逸出功, 因而ν也是不同的。
利用光电管可以进行研究光电效应规律、测量普朗克常数的实验,实验原理可参考图1。
图中K为光电管的阴极,A为阳极,微安表用于测量微小的光电流, 电压表用于测量光电管两极间的电压,E为电源,R提供的分压可以改变光电管两极间的电势差。
单色光照射到光电管的阴极K上产生光电效应时,逸出的光电子在电场的作用下由阴极向阳极运动,并且在回路中形成光电流。
当阳极A电势为正,阴极K电势为负时,光电子被加速。
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。
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。
5 实验五 光电效应法测量普朗克常数

普朗克常数 h 是 1900 年普朗克为了解决黑体辐射能量分布时提出的“能量 子”假设中的一个普适常数,是基本作用量子,也是粗略地判断一个物理体系是 否需要用量子力学来描述的依据。 1905 年爱因斯坦发展了辐射能量 E 以 h ( 是光的频率 )为不连续的最小单位的量子化思想, 成功地解释了光电效应实验 中遇到的问题。1916 年密立根用光电效应法测量了普朗克常数 h,同时证实 了光量子能量方程式的成立。光电效应实验有助于我们了解量子物理学的发展 及对光的本性认识。今天,光电效应已经广泛地应用于现代科学技术的各个 领域,利用光电效应制成的光电器件已成为光电自动控制、微弱光信号检测 等技术中不可缺少的器件。 一、实验目的 1.了解光电效应的基本规律,验证爱因斯坦光电效应方程。 2.掌握光电效应法测定普朗克常数 h。 3.用三种数据处理方法分析实验结果。 二、实验仪器 BEX-8504 型光电效应实验仪。 DH-GD-3 型普朗克测定仪。 具体包括:可调直流(恒压)电源,微电流测量仪,高压汞灯,滤光片 (中心波长:365 nm、405 nm、436 nm、546 nm、577 nm) 、光阑(2 mm,4 mm, 8 mm) 、光电管、导轨、遮光罩。 三、实验原理 光电效应实验原理如图 1 所示, 其中 S 为真空光电管, K 为阴极, A 为阳极, 当无光照射阴极时,由于阳极与阴极是断路的,所以检流计 G 中无电流流过; 当用一波长比较短的单色光照射到阴极 K 上时,阴极上的电子吸收了光子的能 量后逸出金属阴极表面并被阳极所俘获,形成光电流。 1. 光电流与外加电压大小的关系 光电流随加速电位差 U 变化的伏安特性曲线如图 2 所示。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 IH, 饱和电流与光强成正比,而与入射光的频率无关。当阳极和阴极之间加上反向电 压时,光电流迅速减小。实验中发现,存在一个遏止电位差 Ua,当电位差达到 这个值时,光电流为零。 1
光电效应实验报告

光电效应实验报告摘要:光电效应是一种困扰科学家长时间的现象,它揭示了光的粒子性质。
本实验通过观察在不同条件下,光对金属表面产生的电流变化,来研究光电效应的特性。
实验结果表明,光电效应不仅与光的频率有关,还与光的强度有关。
实验对于光电效应的研究具有一定的指导意义。
1.引言光电效应是指当光照射到金属表面时,金属表面会产生电流的现象。
光电效应的研究对于理解光的本质、验证量子理论以及发展光电子技术等领域具有重要意义。
本实验旨在通过观察光照射对金属表面产生的电流变化来研究光电效应的特性。
2.实验原理光电效应的理论基础是爱因斯坦提出的光量子假设。
根据该假设,光的能量是以光子的形式传播的,一个光子的能量与其频率成正比。
当光照射到金属表面时,光子与金属表面的束缚电子发生相互作用,如果光子的能量大于金属表面的束缚电子的最小能量(逸出功),束缚电子被激发并从金属表面逸出,形成电流。
3.实验装置和方法实验装置主要包括单色光源、金属样品、电离室、电压源和电流计。
实验方法是将金属样品安装在电离室的荧光参与槽中,利用单色光源照射金属样品,调节电压源的电压,测量电离室内的电流。
4.实验结果和分析根据实验结果,我们得到了光照射下不同电压下的电流数据。
(1)光电效应的电流与光源的频率有关。
在固定光源强度的情况下,电流随光源频率的增加而增加。
这是因为光子的能量与其频率成正比,当光源频率增加时,光子的能量增加,有足够的能量逸出金属表面的束缚电子也就增加。
(2)光电效应的电流与光源的强度有关。
在固定光源频率的情况下,电流随光源强度的增加而增加。
这是因为光的强度决定了光子的数量,光子的数量增加,与金属表面相互作用的概率也就增加了。
(3)光电效应的电流与电压有关。
在固定光源频率和强度的情况下,电流随电压的增加而增加,但达到一个饱和值后趋于稳定。
这是因为随着电压的增加,电子获得的能量也增加,逸出金属表面的电子数量增多,但金属中自由电子数量是有限的,当电子数量达到饱和时,电流不再增加。
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。
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光电效应实验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,这种现象称为光电效应。
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。
1905年,爱因斯坦在普朗克能量子假设的基础上,提出了光量子理论,成功地解释了光电效应的全部规律。
实验原理光电效应的实验原理如图1所示。
用强度为P 的单色光照射到光电管阴极K 时,阴极释放出的光电子在电场的加速作用下向阳极板A 迁移,在回路中形成光电流。
图1 实验原理图 图2 光电管同一频率不同光强的伏安特性曲线用实验得到的光电效应的基本规律如下:1、 光强P 一定时,改变光电管两端的电压AK U ,测量出光电流I 的大小,即可得出光电管的伏安特性曲线。
随AK U 的增大,I 迅速增加,然后趋于饱和,饱和光电流m I 的大小与入射光的强度P 成正比。
2、 当光电管两端加反向电压时,光电流将逐步减小。
当光电流减小到零时,所对应的反向电压值,被称为截止电压U 0(图2)。
这表明此时具有最大动能的光电子刚好被反向电场所阻挡,于是有02021eU mV =(式中m 、V 0、e 分别为电子的质量、速度和电荷量)。
(1) 不同频率的光,其截止电压的值不同(图3)。
3、 改变入射光频率ν时,截止电压U 0随之改变,0U 与ν成线性关系(图4)。
实验表明,当入射光频率低于0ν(0ν随不同金属而异,称为截止频率)时,不论光的强度如何,照射时间多长,都没有光电流产生。
图3光电管不同频率的伏安特性曲线 图4截止电压U 0与频率ν的关系4、光电效应是瞬时效应。
即使入射光的强度非常微弱,只要频率大于0ν,在开始照射后立即有光电子产生,延迟时间最多不超过910-秒。
经典电磁理论认为,电子从波阵面上获得能量,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,就会发生光电效应,而上述实验事实与此直接矛盾。
显然经典电磁理论无法解释在光电效应中所显示出的光的量子性质。
按照爱因斯坦的光量子理论,光能是集中在被称之为光子的微粒上,但这种微粒仍然保持着频率(或波长)的概念,频率为ν的光子具有能量ν=h E ,h 为普朗克常数。
当光束照射金属时,是以光粒子的形式打在它的表面上。
金属中的电子要么不吸收能量,要么就吸收一个光子的全部能量νh ,而无需积累能量的时间。
只有当这能量大于电子摆脱金属表面约束所需的逸出功A 时,电子才会以一定的初动能逸出金属表面。
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 hv +=2021 (2)式中,A 为金属的逸出功,2021mV 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。
光子的能量A h 0<ν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h A 0=ν。
将(2)式代入(1)式中可得:A h eU 0-ν= (3))(00v v eh U -= 此式表明截止电压0U 是频率ν的线性函数。
只要用实验方法得出不同的频率的截止电压,由直线斜率和截距,就可分别算出普朗克常数h 和截止频率0ν。
基于此,在爱因斯坦光量子理论提出约十年后,密立根用实验证实了爱因斯坦的光电效应方程,并精确地测定了普朗克常数。
两位物理大师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,使人们对光的波粒二象性的本质有了更深的认识。
对光电效应现象的研究,促进了光的量子理论的建立和近代物理学的发展。
今天,利用光电效应制成的各种光电器件,如光电池、光电管、光电倍增管等,已被广泛的应用于工农业生产、国防和科研等各个领域。
实验仪器ZKY-GD-4智能光电效应(普朗克常数)实验仪,仪器由光电检测装置(含光电管暗箱,高压汞灯灯箱,高压汞灯电源和实验基准平台)及实验主机-光电效应实验仪(含微电流放大器、扫描电压源发生器两部分)构成。
仪器结构如图5所示。
1.汞灯电源,2.汞灯,3.滤光片,4.光阑,5.光电管,6.光电效应测试仪,7.基座图5 仪器结构图主要技术参数:1、微电流放大器:电流测量范围:A 13810~10--,分6档,三位半数显,最小显示位10-14A 。
零漂:开机20分钟后、30分钟内不大于满度的)A 10%(2.013档-±。
2、光电管工作电源:电压调节范围:V 2~0-档,示值精度1≤%,最小调节电压2mV ;V 50~1+-档,示值精度5≤%,最小调节电压0.5V 。
3、光电管:光谱响应范围 340-700nm ,最小阴极灵敏度Lm A 1μ≥,阳极:镍圈。
暗电流:A 102I 12-⨯≤(V 0U V 2AK ≤≤-)4、滤光片:5片,透射波长365.0nm 、404.7nm 、435.8nm 、546.1nm 、578.0nm 光阑:3片,直径2mm ,4mm ,8mm5、汞灯:可用谱线365.0nm 、404.7nm 、435.8nm 、546.1nm 、578.0nm测量误差:3≤%实验内容一、必做部分:1. 了解光电效应的基本规律。
2. 测定光电管伏安特性曲线和入射光频率与光电管截止频率间的关系,计算普朗克常数。
注意事项:1、做好测试前准备:1)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(注意导线与接口的颜色)。
2)将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,调整光电管与汞灯距离约为40cm并保持不变。
3)将测试仪及汞灯电源接通,预热20分钟。
2、测定普朗克常数h时注意调零和汞灯的遮盖:U,其绝对值即为该频理论上,测出各频率的光照射下阴极电流为零时对应的AK率的截止电压(零电流法),然而实际上由于光电管的阴极反向电流(阳极制作过程沾上少许阴极材料,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)、暗电流(无光照时,阴极本身的热电子发射)、本底电流(外界各种漫反射光照射U也并非截止电压。
所致)的影响,实测电流并非阴极电流,实测电流为零时对应的AK由于本实验仪器的电流放大器灵敏度高、稳定性好。
光电管阳极反向电流、暗电U时,可采用“零电流法”。
流也较低。
在测量各谱线的截止电压1)将“电流量程”选择开关置于所选档位(伏安特性测试时用10-10A,截止电压测试时用10-13A),将光电管暗箱电流输出端从实验仪后面板断开,进行测试前调零。
(注意:每次实验仪开机或改变电流量程后都要调零)2)待电流指示为000.0,电压指示为- - - -后,将光电管暗箱电流输出端与测试仪微电流输入端连接起来,按调零确认键,系统进入测试状态。
3)选择手动测量截止电压模式。
4)将直径4mm的光阑及365.0nm的滤光片装在光电管暗箱光输入口上(注意:安装、更换光阑或滤光片时,要将汞灯的遮光盖盖好,以免强光直射光电管)。
5)从低到高调节电压,观察电流值的变化。
用“零电流法”测量该波长对U,并将测量数据记入表中。
应的6)依次换上404.7nm,435.8nm,546.1nm,578.0nm的滤光片,重复5)的测量步骤。
3、测光电管的伏安特性曲线时注意扫描区域和存储空间的选择:1)进行测试前调零,选择伏安特性测试的自动模式。
2)测定光电管同一光强不同波长的伏安特性曲线。
a.b. 将直径2mm 的光阑及365.0nm 的滤光片装在光电管暗箱光输入口上。
c. 设置扫描起始和终止电压(-1~50V )。
d. 按存储区1键,自动扫描开始。
扫描结束时,查询灯亮。
e.f. 用电压调节键改变电压值,查阅并记录(数据记录表自拟)扫描到的电压及相应的电流值后,灭查询灯,进入新的测试状态。
g. 依次换上435.8nm , 578.0nm 的滤光片,重复b 、c 、d 的测量步骤。
h.i. 测量结束时,示波器上应留有三条伏安特性曲线。
二、选作部分(自选测量方式、自拟数据记录表格)1、 用“补偿法”测截止电压求普朗克常数h :补偿法是调节电压AK U 使电流为零后,保持AK U 不变,遮挡汞灯光源,此时测得的电流1I 为电压接近截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AK U 使电流值至1I ,将此时对应的电压AK U 的绝对值作为截止电压0U 。
此法可补偿暗电流和本底电流对测量结果的影响。
2、 测定光电管同一波长不同光强的伏安特性曲线,验证光电管的饱和光电流与入射光强成正比(光强与光阑面积成正比)。
数据处理要求:1、用最小二乘法得出0U -ν直线的斜率k 。
根据线性回归理论,0U -ν直线的斜率k 的最佳拟合值为:2200νννν-⋅-⋅=U U k 其中:∑==n i i n 11νν 表示频率ν的平均值 ∑==n i i n 1221νν 表示频率ν的平方的平均值 212)1()(∑==ni i n v ν 表示频率ν的平均值的平方∑==ni i U n U 1001 表示截止电压0U 的平均值∑=⋅=⋅n i i i U n U 1001νν 表示频率ν与截止电压0U 的乘积的平均值求出直线斜率k 后,可用ek h =求出普朗克常数,并与h 的公认值0h 比较,求出相对误差%10000⨯-=h h h E (电子电量C e 1910603.1-⨯=,S J h ⋅⨯=-34010626.6)。
2、作出光电管同一光强不同波长的伏安特性曲线(画在同一坐标系内)。
思考题1、 什么是金属材料的逸出功?如果一种物质的逸出功为2.0电子伏特,那么它做成光电管阴极时其截止频率是多少?为什么随着电压的增大,光电流会达到某个饱和值?。