普朗克常数测量的实验

普朗克常数测量的实验

一、实验仪器

GD-4型智能光电效应 光电检测装置包括： （普朗克常数）实验仪（由光电检测装置和实验仪主机两部分组成 ）

光电管暗箱 GDX-1,高压汞灯箱 GDX-2高压汞灯电源 GDX-3和实验基 准平台GDX-4

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。

实验中：将A 和K 间加上反向电压U KA （ A 接负极）,它对光电子运动起减速作用 .随着反向 电压U KA 的增加，到达阳极的光电子的数目相应减少

，光电流减小。当U KA U s 时，光电流

降为零，此时光电子的初动能全部用于克服反向电场的作用。即 eU s E p （ 2）

入射光频率不同时， 截止电压也不同。

2、测量光电管的伏安特性曲线

在照射光的强度一定的情况下，光电管中的电流 与光电管两端的电压U AK 之间存在着一定的关系。 四、实验内容

1将仪器的连线接好； 2、 经老师确认后，接通电源预热仪器 20分钟；

3、 熟悉仪器，进行一些简单的操作，并将仪器调零；

三、实验原理

1普朗克常数的测定 根据爱因斯坦的光电效应方程：

E P hv W s

（ 1）

（其中：E p 是电子的动能，hv 是光子的能量， 的频率，W s 是逸出功，h 是普朗克常量。） W s 是材料本身的属性，所以对于同一种材料 生光电子，即存在一个产生光电效应的截止频率 v 是光

W s 是一样的。 V 。

当光子的能量 hv W s 时不能产

W s / h ---- 川 l|l|- 这时的反向电压叫截止电压。 得

h

U s —（v

e

（其中V 。 W s /h ）式中h 、e 都是常量，对同一光电管 V 。也 是常量，实验中测量不同频率下的

U s ，做出U s V 曲线。在

（3）式得到满足的条件下，这是一条直线。

若电子电荷e ,由斜率k -可以求出普朗克常数 h 。由直线

e

上的截距可以求出溢出功 W s ，由直线在v 轴上的截距可以求 出截止

V 。）

(3)

U s

O W s /e-

,V 。 图

将（2）式代入（1）式,

A

G

4、普朗克常数的测定

选定某一光阑孔径为的光阑（记录其数值），在不改变光源与光电管之间的距离L的情况下，选用不同滤色片（分别有为400nm, 430nm, 460nm, 490nm, 520nm），调节光电管

两端的电压U AK，使得光电管中的电流为0，将此时光电管两端的电压表示为U s （称为截

止电压），将其记录下来；

5、测量光电管的伏安特性曲线

观察5条谱线在同一光阑孔径为（记录其数值），在不改变光源与光电管之间的距离L （记录其数值）的情况下，改变光电管两端的电压U AK（范围在1 50V ），记录电压U AK 和对应的光电流|。

五、数据的测量与处理

2、测光电管的伏安特性曲线：

波长为400nm对应的| U AK表

mm，L mm

U A K(V) -2.5

0 -2.2

5

-2.0

-1.7

5

-1.5

-1.2

5

-1.1

5

-1.1

-1.0

5

-1.0

1( 10-10A) -34.

0 -33.

-32.

-30.

-29.

-26.

8

-25.

-24.

-21.

-18.

U AK(V) -0.9

5 -0.9

-0.8

4

0 0.25 0.50 0.75 1.00 1.25 1.50

l( 10-10A) -13.

0 -8.0 0

3.00 3.90

4.40 4.80

5.10 5.40 5.60

波长为430nm对应的| U AK表

mm, L mm

波长为460nm 对应的| U AK 表

mm , L mm

■

I -3

-2

-1 0 1

X Axis Title

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088

098

01/8

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