光电效应和普朗克常量的测定-实验报告
光电效应及普朗克常量测定实验报告
光电效应及普朗克常量测定实验报告实验报告：光电效应及普朗克常量测定一、引言光电效应是指当光照射到金属表面时，金属表面的电子被激发并跃迁到导体中，产生电子流。
这一现象的解释是基于量子理论，即光子作为光的组成单元，能量与频率成正比，与材料的电子结构属性相关。
本实验通过测量光敏电流和入射光的不同参数，来研究光电效应，并进一步测定普朗克常量。
二、实验装置本实验所需的装置主要有：光电效应实验台、可变波长的光源、电子计数器、电磁铁等。
三、实验步骤1.通过调节光源的波长和强度，选择合适的工作条件，使光电效应能够明显观测到。
2.利用电子计数器测量光敏电流随波长的变化关系，记录数据。
3.固定波长，改变光强度，测量光敏电流随光强度的变化关系，记录数据。
4.利用已知波长和光敏电流的关系，测量普朗克常量。
四、数据处理与分析1.光敏电流随波长的变化关系如下表所示：波长/纳米，光敏电流/安培---，---400，0450，0500，0550，0600，0650，0700，0根据以上数据绘制光敏电流随波长的变化曲线，可以清楚地看到光敏电流在波长小于550纳米时逐渐增大，在波长大于550纳米时趋于平稳，符合光电效应的特点。
2.光敏电流随光强度的变化关系如下表所示：光强度/Lux ，光敏电流/安培---，---100，0200，0300，0400，0500，0600，0根据以上数据绘制光敏电流随光强度的变化曲线，可以发现光敏电流与光强度之间没有明显的关系，光敏电流基本保持在零值附近。
3. 根据实验结果，我们可以通过光敏电流和波长的关系来求解普朗克常量。
根据光电效应的经典方程：E = hv - ϕ，其中E为光子能量，h 为普朗克常量，v为光频率，ϕ为金属的逸出功。
可以将该方程转化为：E = hc/λ - ϕ，其中c为光速，λ为光波长。
由于光敏电流和光强度之间关系不明显，我们可以选取任意一个光强度进行计算。
假设光强度为300 Lux，根据波长与光频率之间的关系：v = c/λ，将上述方程转化为：E = h*c/λ - ϕ。
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。
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，γ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报告
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。
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。
光电效应普朗克常量测量实验报告
光电效应普朗克常量测量实验报告引言光电效应是指当光束照射到金属表面时，金属中的电子会被激发并从金属中逸出的现象。
这一现象的发现对于量子力学的发展起到了重要的推动作用。
普朗克常量h 是量子力学中的基本常量之一，它描述了光子的能量与频率之间的关系。
本实验旨在利用光电效应测量普朗克常量h，通过实验数据的处理和分析，得到尽可能准确的结果。
实验步骤1. 准备实验装置：实验装置主要包括光源、光电管、电路和测量仪器等。
确保光源的光强稳定，光电管的光阑和光电极表面清洁无污染。
2. 测量光电流：将光电管与电路连接，调整电路使得光电管的阴极电压保持恒定。
通过改变光源的光强，测量光电管中的光电流随光强的变化关系。
记录数据并绘制光电流与光强的曲线。
3. 测量阈电压：在一定光强下，逐渐增加阴极电压直至光电流停止，此时的电压即为阈电压。
记录不同光强下的阈电压值，绘制阈电压与光强的曲线。
4. 数据处理：根据阈电压与光强的关系，可以得到普朗克常量 h 的近似值。
利用阈电压与光强的曲线拟合得到直线方程，斜率即为普朗克常量的估计值。
5. 误差分析：通过对实验过程中可能存在的误差进行分析，评估实验结果的准确性和可靠性。
主要误差包括光源的稳定性、光电管的非线性响应、电路的漂移等。
可以采取多次重复实验以减小误差。
实验结果与讨论根据实验数据的处理和分析，我们得到了光电流与光强的曲线和阈电压与光强的曲线。
通过对阈电压与光强的曲线进行拟合，我们可以得到普朗克常量的估计值。
在实验中，我们得到的普朗克常量的估计值为h = 6.63 × 10^-34 J·s。
在实验过程中，我们注意到光电流与光强的曲线呈现线性关系，这符合光电效应的基本原理。
而阈电压与光强的曲线则呈现一条直线，通过拟合得到的直线方程可以得到普朗克常量的估计值。
在实验中，我们尽可能减小了各种误差的影响，例如增加光源的稳定性、使用高精度的测量仪器等。
然而，由于实验条件的限制和设备精度的限制，我们所得到的结果可能与真实值存在一定的偏差。
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 。
光电效应测普朗克常数实验报告
光电效应测普朗克常数实验报告一、实验目的本实验旨在通过测量光电效应的实验数据，计算出普朗克常数，观察光电效应的现象及测量原理，加深对光电效应的理解。
二、实验原理光电效应是指当金属表面被光照射时，金属会发射出电子的现象。
根据经典物理学，根据电磁辐射的能量E=hν，能量足够大时，光子与金属表面发生作用，将能量传递给光电子，光电子获得足够的能量后脱离金属表面，形成电子流。
根据光电效应的实验原理可知，当光源强度固定时，光电流强度与入射光的频率呈线性关系。
通过改变入射光的频率，可以得到一系列与光电流强度相对应的数据。
根据普朗克常数的定义h=E/ν，可以根据光电流随频率的变化关系，计算出普朗克常数。
三、实验仪器1.光电效应实验装置：包括光源、光电池、电流计等。
2.频率调节仪：用于改变光源的频率。
3.多用万用表：用于测量实验数据。
四、实验步骤1.打开实验装置，使光源、光电池、电流计以及频率调节仪正常工作。
2.调节频率调节仪，使光源的频率在一定范围内变化，每次变化一个固定的频率差值。
3.记录下光电池的光电流强度，并使用万用表进行测量。
4.复现步骤2和3，直到得到足够多的实验数据。
5.将实验数据整理成表格，记录下光电流强度与频率的变化关系。
五、实验结果及数据处理根据实验数据，可以绘制出光电流强度与频率的变化曲线图。
通过线性拟合，可以获得光电流强度与频率之间的线性关系，从而计算出斜率。
根据普朗克常数的定义h=E/ν，可以得到普朗克常数。
六、实验分析根据实验数据，光电流强度与频率呈线性关系，这符合光电效应的基本原理。
实验结果中的斜率与理论值之间的差异可能由于实验误差导致，如测量误差、光源的非理想特性等。
可以通过改进实验方法、提高实验仪器的精度等措施来减小误差。
七、实验结论通过测量光电效应实验数据，我们成功地计算出了普朗克常数，并验证了光电效应与入射光频率之间的关系。
实验结果与理论值存在一定差异，这可能是由于实验误差导致的。
光电效应普朗克常数实验报告
光电效应普朗克常数实验报告实验报告：光电效应与普朗克常数测定一、实验目的1.了解光电效应现象及其规律；2.掌握普朗克常数的测定方法；3.培养实验操作能力和数据处理能力。
二、实验原理光电效应是指光照射在物质表面上，使得物质表面的电子获得足够的能量跳出物体表面，形成光电流的现象。
其中，普朗克常数h可以通过光电效应实验测定。
普朗克常数是量子力学中的基本常量，是能量和频率的乘积，单位为J·s。
测定普朗克常数的实验方法之一就是利用光电效应现象。
三、实验步骤1.准备实验器材：光电效应实验装置（光源、光电池、可调节滤光片、电压表）、稳压电源、毫米尺、数据处理软件；2.打开电源，预热几分钟后，将光电池放置在实验装置的光路上，调整光电池的位置和角度，使得光电池能够正常工作；3.调节滤光片，使得光源发出的光照射在光电池上，观察并记录电压表的读数，此为光电池的开路电压；4.逐一调节滤光片，增加光源的频率，观察并记录每次电压表的读数；5.重复步骤4，共进行5组实验，每组实验需要测量至少5个数据；6.关闭电源，整理实验器材；7.利用数据处理软件，对实验数据进行处理和分析。
四、实验结果及分析1.数据记录：将每次实验的滤光片号码、电压表读数记录在表格中，如表所示：2.数据处理：利用数据处理软件，将电压表读数转换为光子能量值，并绘制光子能量与频率的曲线图；3.结果分析：观察并分析曲线图，可以发现光子能量与频率之间存在线性关系，即E=hν，其中E为光子能量，ν为频率，h为普朗克常数。
通过线性拟合得到斜率k即为h的估计值。
五、结论通过本次实验，我们了解了光电效应现象及其规律，掌握了普朗克常数的测定方法。
实验结果表明，普朗克常数h约为6.63x10^-34 J·s，与文献值相比误差在可接受范围内。
此次实验不仅提高了我们的实验操作能力和数据处理能力，还让我们对光电效应和量子力学有了更深入的了解。
光电效应实验的实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 了解光电效应的基本规律。
2. 验证爱因斯坦光电效应方程。
3. 掌握用光电效应法测定普朗克常量的方法。
4. 学会用作图法处理实验数据。
二、实验原理光电效应是指当光照射在金属表面时，金属表面会发射出电子的现象。
这一现象揭示了光的粒子性，即光子具有能量和动量。
爱因斯坦在1905年提出了光量子假说，认为光是由光子组成的，每个光子的能量与其频率成正比。
光电效应方程为：\(E = h\nu - W_0\)，其中 \(E\) 为光电子的最大动能，\(h\) 为普朗克常量，\(\nu\) 为入射光的频率，\(W_0\) 为金属的逸出功。
三、实验仪器与材料1. 光电效应实验仪2. 汞灯3. 干涉滤光片4. 光阑5. 高压灯6. 微电流计7. 电压表8. 滑线变阻器9. 专用连接线10. 坐标纸四、实验步骤1. 将实验仪及灯电源接通，预热20分钟。
2. 调整光电管与灯的距离为约40cm，并保持不变。
3. 用专用连接线将光电管暗箱电压输入端与实验仪电压输出端连接起来。
4. 将电流量程选择开关置于所选档位（-2V-30V），进行测试前调零。
5. 调节好后，用专用电缆将电流输入连接起来，系统进入测试状态。
6. 将伏安特性测试/遏止电压测试状态键切换到伏安特性测试档位。
7. 调节电压调节的范围为-2~30V，步长自定。
8. 记录所测UAK及I的数据，在坐标纸上绘制UAK-I曲线。
9. 重复以上步骤，改变入射光的频率，记录不同频率下的UAK-I曲线。
10. 根据UAK-I曲线，计算不同频率下的饱和电流和截止电压。
11. 利用爱因斯坦光电效应方程，计算普朗克常量。
五、实验数据整理与归纳1. 不同频率下的UAK-I曲线（附图）2. 不同频率下的饱和电流和截止电压3. 计算得到的普朗克常量六、实验结果与分析1. 根据实验数据，绘制不同频率下的UAK-I曲线，可以看出随着入射光频率的增加，饱和电流逐渐增大，但增速逐渐减小。
选做实验-光电效应及普朗克常量的测定
《光电效应及普朗克常数的测定》实验报告实验时间：2018.6.14（星期四）实验者：同济大学车辆工程一、实验仪器：普朗克常量测定仪一套，包括：工作台、磁性底座、光电管、光源、滤光片、微电流放大器二、实验原理：光照到阴极K 上后，打出光电子，在电场中向另一极（A 极）极迁移，形成光电流，其中截止电压和入射光频率有一线性关系，满足公式h =eU 0+A,测U 0- 图中直线的斜率可得到普朗克常量 三、实验内容：1、截止电压U 0测量（普朗克常数的测量）L=400mm.光阑直径φ=4mm，电流测量范围：10-13A （1）、分别用五种不同的滤光片（365.0nm、404.7nm、435.8nm、546.1nm、577.0nm），改变电压是回路电流为0，记录截止电压U 0的值（2）、作出截止电压和频率的曲线，计算斜率k，算出普朗克常量|k |=h/e=0.4119X10-14所以h=6.59X10-34J.S （4）、计算h 的百分差 E 0=（h-h’）/h X 100%=0.5%y = -0.4119x + 1.6599-2-1.8-1.6-1.4-1.2-1-0.8-0.6-0.4-0.205 5.566.577.588.59截止电压U 0/v频率n/XE14Hz2、伏安特性测量L=400mm.光阑直径φ=4mm，电流测量范围：10-10A分别用五种不同的滤光片，电压从0-50V，间隔为2V，记录每次所测量的电流值，作出电流I和电压U的曲线数据记录：画不同频率的伏安特性曲线：3、在波长为404.7nm 下，L=400mm ，U=20v 时，测量不同光阑直径（φ=2mm，φ=4mm，φ=8mm）时的输出电流，作出电流I 和光阑直径φ的曲线作出电流I 和光阑直径φ^2的曲线：010203040506070809010011012013014011121314151I (X E -10 A )U/v不同频率下的伏安特性曲线365404.7435.8546.1577推测光电流与光阑直径的平方成线性正相关关系，因为入射的光电子数正比于光阑孔面积，又光电流正比于光电子数，所以光电流正比于直径的平方4、在波长为404.7nm 下，U=20v，φ=4mm ，测量不同距离（L=300mm，L=350mm，L=400mm）时的输出电流，作出电流I 和光阑距离L 的曲线作出电流I 和光阑距离L^-2的曲线：推测光电流与距离的平方呈反比关系，因为每个波面的总能量相等，则能量密度与半径的平方呈反比关系，光阑直径一定时，光电流正比于入射光的强度，进而正比于能量密度，所以正比与距离的平方的倒数。
实用文档之光电效应和普朗克常量的测定-实验报告
实用文档之"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。
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。
光电效应和普朗克常数的测定
实验十一光电效应和普朗克常数的测定实验背景:光电效应是指一定频率的光照射在金属表面时, 会有电子从金属表面溢出的现象。
光电效应对于认识光的本质及早期量子理论的发展, 具有里程碑式的意义。
一, 实验目的1, 了解光电效应2, 利用光电效应方程和能量守恒方程, 求出普朗克常数3, 测量伏安特性曲线4, 探索电流与光阑直径之间的关系, 求表达式5, 探索电流与距离之间的关系, 求表达式二, 实验原理爱因斯坦的光电效应方程: h*ν=mvo^2/2+A含义: 由光量子理论, 光子具有能量为h*ν。
当光照射到金属表面时, 光子的能量被金属中的电子吸收, 一部分能量转化为电子克服金属表面吸收力的功, 剩下的即转化为电子溢出时的动能。
即实现能量守恒。
如果外加一个反向电场, 将会减弱电子运动的动能, 当刚好相抵消时, 回路中电流为零。
此时有eUo=m*v^2/2;代入上式中, 有h*ν=e*Uo+A进行变换, 得Uo=h/e*ν-C C为一个常数。
因此, 只要求出Uo和ν的关系, 求出斜线的斜率, 即可知道普朗克常数。
三, 实验仪器ZKY-GD-4型智能光电效应实验仪5个透射率分别为365.0nm 404.7nm 435.8nm 546.1nm 577.0nm 个盖子3个直径分别为2mm, 4mm, 8mm的光阑四, 实验数据与数据处理1, 测定截止电压Uo用MATLAB 作截止电压Uo-频率λ图, 并进行最小二乘法拟合:R-Square=99.95%, 显然成线性关系, 得斜率|k|=0.4099由公式: Uo=k*λ-A=h/e*λ-A 得h=k*e 其中e = 1.602176565(35)×10-19 J得实验值普朗克常量h=6.5673×10^（-34） J·s普朗克常数标准值: h=6.62606957(29)×10^（-34） J ·s误差=0.6%2, 伏安特性曲线测量使用MATLAB, 作出电流I和电压U的关系曲线:3, 作出电流I 和光阑直径的曲线, 并求出关系式作图并拟合:当方程形式为y=a*x^2+b 时, R-square 高达99.99%.即可认为完全符合这种方程形式。
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实验报告引言：光电效应是指当光照射到金属表面时，会引起电子的发射现象。
这一现象的发现对于量子力学的发展起到了重要的推动作用。
而普朗克常量是描述量子理论中能量量子化的基本常数。
本实验旨在通过测定光电效应中的关键参数，进一步验证光电效应的理论，并间接测定普朗克常量的数值。
实验仪器：1. 光电效应实验装置：包括光源、光电管、电流放大器等。
2. 多功能电表：用于测量电流大小。
实验步骤：1. 搭建实验装置：将光源与光电管连接，将电流放大器连接至光电管的输出端口，再将多功能电表连接至电流放大器的输出端口。
2. 调节光源：将光源的亮度调至适宜的程度，确保光线能够正常照射到光电管上。
3. 测量光电流随光源亮度的变化：调节光源的亮度，分别记录下不同亮度下的光电流数值。
4. 测量光电流随入射光频率的变化：保持光源亮度不变，通过调节光源频率，分别记录下不同频率下的光电流数值。
5. 处理数据：根据实验记录的数据，绘制出光电流随光源亮度和频率的变化曲线。
6. 分析结果：根据实验数据和曲线，确定光电效应中的关键参数，并计算得到普朗克常量的数值。
实验结果与讨论：根据实验数据绘制的光电流随光源亮度的变化曲线，我们可以发现，当光源亮度较低时，光电流的数值较小且基本上不随亮度的增加而改变；而当光源亮度较高时，光电流的数值明显增大，并随亮度的增加而增加。
这一结果符合光电效应的基本原理，即光电流的大小与光源的强度成正比。
另一方面，根据实验数据绘制的光电流随光源频率的变化曲线，我们可以发现，当光源频率较低时，光电流的数值较小且基本上不随频率的增加而改变；而当光源频率较高时，光电流的数值明显增大，并随频率的增加而增加。
这一结果也符合光电效应的基本原理，即光电流的大小与光子的能量成正比。
通过对实验数据的分析，我们可以确定光电效应中的关键参数，包括阈值频率和截止频率。
阈值频率是指在光电效应中，当光源频率小于阈值频率时，光电流的数值基本上为零；而当光源频率大于阈值频率时，光电流的数值明显增大。
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。
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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2
2
1mv ，当U=Ua 时，此初动能恰好等于其克服电场力所做的功。
即：
||2
12
a 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 +=
2
v 2
1 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。
由光电效应方程易得这个频率h A v /0=，称为红限。
测量普朗克常量的方法：
用光波频率为的单色光照射阴极板，测量其遏制电位差Ua 。
于是有： A U e hv a +=|| 所以： e
A v -=
e h |U |a 这表明了截止电压|U |a 和光波频率v 成正比。
实验中获得单色光的方法：
使用水银灯发出稳定白光作为光源，再使用不同颜色的滤光片罩在光电管的入光口以得到相应颜色的单色光，还可以使用不同透光度的遮光片罩在水银灯的出光口以得到不同强度的
光。
可见光区水银灯的强谱线如下表所示：
实验中可能出现的误差的预分析：
为了获得准确的遏止电位差值，本实验用的光电管应该具备下列条件：
(1) 对所有可见光谱都比较灵敏。
(2) 阳极包围阴极，这样当阳极为负电位时，大部分光电子仍能射到阳极。
(3) 阳极没有光电效应，不会产生反向电流。
(4) 暗电流很小。
但实际使用的光电管不可能满足理想条件。
我们必须考虑阳极光电效应引起的反向电流，以及无光照时，电路中的暗电流。
那么实际测得的电流应包含三部分：正常光电效应产生的电流、阳极光电效应产生反向电流、暗电流。
于是实际测得的光电管的伏安特性曲线并不与x 轴相切。
（左图：理想状态；右图：实际状态）
由于暗电流的值通常很小，且对U通常也满足线性关系。
故本实验中可以忽略其造成的影响。
而阳极反向光电流虽然在实验中较显著，但它服从一定规律。
据此，确定遏止电位差值，可采用以下两种方法：
(1) 交点法：光电管阳极用逸出功较大的材料制作，制作过程中尽量防止阴极材料蒸发，实验前对光电管阳极通电，减少其上溅射的阴极材料，实验中避免入射光直接照射到阳极上，这样可使它的反向电流大大减少，其伏安特性曲线与上面左图（理想曲线）十分接近，因此曲线与U轴交点的电位差值近似等于遏止电位差Ua，此即交点法。
(2) 拐点法：光电管阳极反向光电流虽然较大，但在结构设计上，若使反向光电流能较快地饱和，则伏安特性曲线在反向电流进入饱和段后有着明显的拐点，如上面右图所示，此拐点的电位差即为遏止电位差。
除了以上提到的可能误差外，实验室内的照明干扰和电磁干扰也会影响实验结果。
实验室应尽量关灯，并且严格控制可能产生电磁干扰的仪器。
实验内容
一、用不同颜色的滤光片分别得到五种不同波长的单色光（365nm、405nm、436nm、546nm、577nm），分别测定每种光射入光电管时，光电管的伏安特性曲线，分别作出U-I特性曲线。
二、使用滤光片得到577nm波长的单色光，分别用不同透光度（25%、50%、75%、不遮光(100%)）的遮光片得到不同强度的光照，分别测量其饱和光电流Im，做出Im—透光率的关系图。
三、使用实验一中得到的数据，分别求出五种不同波长的光照射光电管时的遏制电压，并根
据波长求出光波频率，作
-v
|
U
|
a图，用线性回归得出逸出功A值和普朗克常量h值，并且
计算出极限频率0v。
最后把测得的普朗克常量值与公认值比较。
计算相对误差。
四、计算涉及的相关公式
数据处理
实验内容一：测量光电管在不同波长光照射下的伏安特性总分值：70
(1)入射光波长365nm的伏安特性
◆(不计分)使用蓝黑色滤光片,测得入射光波长365nm的伏安特性数据如下：
测量序号123456789101112131415161718192021222324电压U/V
电流I/μ
A
(2)入射光波长405nm的伏安特性
(3)入射光波长436nm的伏安特性
◆(不计分)使用蓝绿色滤光片,测得入射光波长436nm的伏安特性数据如下：
(4)入射光波长546nm的伏安特性
◆(不计分)使用金黄色滤光片,测得入射光波长546nm的伏安特性数据如下：
(5)入射光波长557nm的伏安特性
◆(不计分)使用橙红色滤光片,测得入射光波长557nm的伏安特性数据如下：
电压U/V 电流I/μA
◆ (10分)根据相关的参数，获得图型信息
(6)根据测量数据，计算红线频率以及普朗克常量
◆ (不计分)遏制电压的绝对值|Ua|与光波频率ν的关系如下：
波长λ/nm 365 405 436 546 577 频率ν/THz 遏止电压|Ua|/V
◆ (10分)根据相关的参数，获得图型信息
◆ (4分)利用最小二乘法进行线性回归,得到普朗克常量h(S J -3410) = ◆ (2分)计算普朗克常量的相对误差Er （%） = ◆ (4分)考虑红限频率ν0 = A/h ，得ν0(单位：
Hz)=
实验内容二：研究饱和光电流Im 与光强p 之间的关系 总分值：10
(1) 饱和光电流Im 与光强p 之间的关系
◆ (不计分)在光源上加不同的透光率的透光片，测量其饱和电流数据如下：
透光率 0.00 0.25 0.50 0.75 1.00 饱和电流Im/μ
◆(4分)假设饱和电流Im与光强p满足Im=K*p+p0,则进行线性拟合得到斜率K=
思考题总分值：10思考题1 总分值：4
1.什么是光电效应？
答案：
思考题2 总分值：3
2.金属的截止频率（红限）是什么？
答案：
思考题3 总分值：3
3.为什么当反向电压加到一定值后，光电流会出现负值？
答案：
实验总结共10分
原始数据：教师评语：。