光电效应 物理实验报告
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光电效应 物理实验报告
光电效应
实验目得：
(1) 了解光电效应得规律，加深对光得量子性得理解
(2) 测量普朗克常量 h。
实验仪器：
ZKY-GD-4 光电效应实验仪
1 微电流放大器
2 光电管工作电源
3 光电管
4 滤色片
5 汞灯
实验原理：
原理图如右图所示：入射光照射到光电管阴极 K 上，产生
得光电子在电场得作用下向阳极 A 迁移形成光电流。改变外加
0、656 3、6 1、930 7、8 5、400 17、4 10、700 25、8
0、725 3、8 2、000 8、3 6、100 18、7 11、100 26、3
2） 用 546、1nm 得滤光片与 4mm 得光阑
数据如下表所示：
546、1nm 4mm 光阑 I-VAK 得关系
VAK I
VAK
不变，调整光阑得直径，分别为：2mm, 4mm, 8mm。测
4
8
I/ 546、1nm
8、8
36、8 108、9
I/
3、9
15、9 46、5
作出两种不同波长得光电流随光强得变化图，如下：
我们可以瞧出： 1） 同一种波长下，光电流随光阑直径得增大而增大。由于数据点有限，不能表明光
阑面积（即光强得大小）同光电流得具体关系，就是否就是线性得，也就无从得 知。所画出得图形如下：
在处理数据中有很重要得应用。 4） 实验中由汞灯产生得不同波长得光得强度本身也应该有所差别，546、1nm 与 435、
8nm 得光得强度应该就是不相同得。所以对于实验中得光强也无法做到 定量研究。
在开始
照射后立即就要光电子产生，所经过得时
间之多
为 10-9s 得数量级。
实验内容及测量：
1 将 4mm 得光阑及 365nm 得滤光片祖昂在光电管暗箱光输入口上，打开汞灯遮光盖。从低
到高调节电压（绝对值减小），观察电流值得变化，寻找电流为零时对应得 VAK 值，以其绝
对值作为该波长对应得 值，测量数据如下：
入射距离 L
40
38
36
34
百度文库
33
I/
117、1 133、3 146、8 174、3 184
入射距离 L
40
39
38
37
36 35 34
33
I/
42、3
44 45、5 49、7 57、2 59、4 66、6 74、1
入 射 距 离 增 大 ，光 强 势 必 会 减 小 ，由 图 可 知 ，光 电 流 变 小 ，这 样 得 结 论 与 以 上 改 变 光 阑 直 径 所 得 结 论 相 一 致 。对 于 不 同 得 光 波 ，频 率 大 得 光 在 相 同 得 光 强 条 件 下 ，获 得得光电流较大。 实验总结： 1） 实验中改变入射距离处误差最大，所以只能做定性分析，不能用于定量计算。 2） 通过实验得到了普朗克常数，也验证了爱因斯坦得光电效应方程。 3） EXCEL 表格中所得到得线性方程也就是利用了线性回归理论，可见线性回归理论
I
VAK
I
VAK
I
0、3 1、3 5、9 9、1 13、2 13、0 23、8 15、9
1、0 2、6 6、8 9、8 14、1 13、3 25、3 16、1
1、4 3、4 7、6 10、4 15、1 13、7 26、4 16、5
1、8 4、1 8、2 10、8 16、1 14、0 27、2 16、6
波长/nm 频率
365 404、7 435、8 546、1 577 8、214 7、408 6、897 5、49 5、196
光电效应 物理实验报告
/ 截止电压/V 1、679 1、335 1、107 0、557 0、434 频率与截止电压得变化关系如图所示：
由图可知：直线得方程就是:y=0、4098x-1、6988 所以: h/e=0、4098×
（546、1nm）光电流小；波长短得，即频率大得（435、8nm）光电流大。这也间
接证明了爱因斯坦得光电流方程：
。对于同一种金属，溢出功 A 相
等，频率高得就能得到更大得动能来克服金属得束缚，从而形成更大得光电流。
光电效应 物理实验报告
3、 保持管压降
量对应得电流如下：
光阑孔直径 mm
2
435、8nm
2、2 4、9 8、8 11、1 17、1 14、2 28、0 16、7
2、8 5、7 9、8 11、6 17、8 14、4 28、9 16、7
3、2 6、3 10、0 11、9 18、9 14、7 29、7 16、8
3、9 7、1 11、4 12、3 19、7 14、9 30、7 16、9
4、3 7、6 12、1 12、6 20、1 15、0 31、2 17、0
3）对于不同频率得光来说，其截止 得数值不同，如右图：
4) 对于截止频率 V0 与频率 得关系 下所示。V0 与 成正比关系。当入射光得
低于某极限值 时，不论发光强度如何大、
时间如 长，都 光电流
产生。
频率
图如 频率
照射 何 没有
5）光电流效应就是瞬时效应。即使
光电流
得发光强度非常微弱，只要频率大于 ，
I 27、3 27、7 28、3 29、4 30、1 31、1 31、6
VAK 22、000 22、700 24、100 25、700 26、800 27、500 29、500
I 35、8 36、2
37 37、9 38、3 38、7 39、5
光电效应 物理实验报告
0、561 3、3 1、779 7、2 4、900 16、4 10、200 25、1
0、211 2、4 1、208 5、3 2、900 11、1 7、800 21、5 14、200
0、340 2、7 1、325 5、6 3、200 12 8、700 23 15、000
0、395 2、9 1、468 6、1 3、800 13、9 9、100 23、6 16、100
0、470 3、1 1、637 6、7 4、200 14、8 9、800 24、6 16、600
2） 不同波长下，若光阑直径相等，即光强相同，光得频率越大，光电流越大；并且， 频率大得光变化也快。在光强较弱时，不同得光产生得光电流大小相差无几，但
光电效应 物理实验报告
当光强变大后，两者差距逐渐变大。
4在
得情况下，保证光阑直径为 8mm，测量两种光强下，光电流与入射
距离得变化关系如下表与下图所示：
电压 VAK，测量出光电流 I 得大小，即可得出光电管得伏安特 性曲线。
1）对于某一频率，光电效应 I-VAK 关系如图所示。从图 中可见，对于一定频率，有一电压 V0，当 VAK≤V0 时，电流为 0，这个电压 V0 叫做截止电压。
2)当 VAK≥V0 后，电流 I 迅速增大，然后趋于饱与，饱与 光电流 IM 得大小与入射光得强度成正比。
4、9 8、2 12、7 12、9 20、9 15、2
作两种情况下，光电管得伏安特性曲线：
17、500 18、600 19、600
32、3 33 33、7
30、900
40、1
由上图可知： 1） 光电流随管压降得增大而逐渐增大。在增大得过程中，增长速度由快变慢最终达
到饱与。这一点在 546、1nm 得伏安特性中可以清楚地瞧出。 2） 当管压降相同时，比较两个不同波长得光电流可以发现：波长长得，即频率小得
实验数据如下表所示：
435、8nm 4mm 光阑 I-VAK 得关系
VAK
I
VAK
I
VAK
I
VAK
I
VAK
0、040 1、9 0、858 4、2 2、300 9、3 6、600 19、5 12、000
0、089 2、1 0、935 4、4 2、500 10 6、800 19、9 12、500
0、151 2、3 1、096 4、9 2、700 10、6 7、200 20、5 13、000
,
当 y=0，即
时，
，即该金属得截
止频率为
。也就就是说，如果入射光如果频率低于上值时，不管光强多大
也不能产生光电流；频率高于上值，就可以产生光电流。 根据线性回归理论：
可得：k=0、40975，与 EXCEL 给出得直线斜率相同。
我们知道普朗克常量
, 所以，相对误差：
2 测量光电管得伏安特性曲线
1） 用 435、8nm 得滤色片与 4mm 得光阑
光电效应
实验目得：
(1) 了解光电效应得规律，加深对光得量子性得理解
(2) 测量普朗克常量 h。
实验仪器：
ZKY-GD-4 光电效应实验仪
1 微电流放大器
2 光电管工作电源
3 光电管
4 滤色片
5 汞灯
实验原理：
原理图如右图所示：入射光照射到光电管阴极 K 上，产生
得光电子在电场得作用下向阳极 A 迁移形成光电流。改变外加
0、656 3、6 1、930 7、8 5、400 17、4 10、700 25、8
0、725 3、8 2、000 8、3 6、100 18、7 11、100 26、3
2） 用 546、1nm 得滤光片与 4mm 得光阑
数据如下表所示：
546、1nm 4mm 光阑 I-VAK 得关系
VAK I
VAK
不变，调整光阑得直径，分别为：2mm, 4mm, 8mm。测
4
8
I/ 546、1nm
8、8
36、8 108、9
I/
3、9
15、9 46、5
作出两种不同波长得光电流随光强得变化图，如下：
我们可以瞧出： 1） 同一种波长下，光电流随光阑直径得增大而增大。由于数据点有限，不能表明光
阑面积（即光强得大小）同光电流得具体关系，就是否就是线性得，也就无从得 知。所画出得图形如下：
在处理数据中有很重要得应用。 4） 实验中由汞灯产生得不同波长得光得强度本身也应该有所差别，546、1nm 与 435、
8nm 得光得强度应该就是不相同得。所以对于实验中得光强也无法做到 定量研究。
在开始
照射后立即就要光电子产生，所经过得时
间之多
为 10-9s 得数量级。
实验内容及测量：
1 将 4mm 得光阑及 365nm 得滤光片祖昂在光电管暗箱光输入口上，打开汞灯遮光盖。从低
到高调节电压（绝对值减小），观察电流值得变化，寻找电流为零时对应得 VAK 值，以其绝
对值作为该波长对应得 值，测量数据如下：
入射距离 L
40
38
36
34
百度文库
33
I/
117、1 133、3 146、8 174、3 184
入射距离 L
40
39
38
37
36 35 34
33
I/
42、3
44 45、5 49、7 57、2 59、4 66、6 74、1
入 射 距 离 增 大 ，光 强 势 必 会 减 小 ，由 图 可 知 ，光 电 流 变 小 ，这 样 得 结 论 与 以 上 改 变 光 阑 直 径 所 得 结 论 相 一 致 。对 于 不 同 得 光 波 ，频 率 大 得 光 在 相 同 得 光 强 条 件 下 ，获 得得光电流较大。 实验总结： 1） 实验中改变入射距离处误差最大，所以只能做定性分析，不能用于定量计算。 2） 通过实验得到了普朗克常数，也验证了爱因斯坦得光电效应方程。 3） EXCEL 表格中所得到得线性方程也就是利用了线性回归理论，可见线性回归理论
I
VAK
I
VAK
I
0、3 1、3 5、9 9、1 13、2 13、0 23、8 15、9
1、0 2、6 6、8 9、8 14、1 13、3 25、3 16、1
1、4 3、4 7、6 10、4 15、1 13、7 26、4 16、5
1、8 4、1 8、2 10、8 16、1 14、0 27、2 16、6
波长/nm 频率
365 404、7 435、8 546、1 577 8、214 7、408 6、897 5、49 5、196
光电效应 物理实验报告
/ 截止电压/V 1、679 1、335 1、107 0、557 0、434 频率与截止电压得变化关系如图所示：
由图可知：直线得方程就是:y=0、4098x-1、6988 所以: h/e=0、4098×
（546、1nm）光电流小；波长短得，即频率大得（435、8nm）光电流大。这也间
接证明了爱因斯坦得光电流方程：
。对于同一种金属，溢出功 A 相
等，频率高得就能得到更大得动能来克服金属得束缚，从而形成更大得光电流。
光电效应 物理实验报告
3、 保持管压降
量对应得电流如下：
光阑孔直径 mm
2
435、8nm
2、2 4、9 8、8 11、1 17、1 14、2 28、0 16、7
2、8 5、7 9、8 11、6 17、8 14、4 28、9 16、7
3、2 6、3 10、0 11、9 18、9 14、7 29、7 16、8
3、9 7、1 11、4 12、3 19、7 14、9 30、7 16、9
4、3 7、6 12、1 12、6 20、1 15、0 31、2 17、0
3）对于不同频率得光来说，其截止 得数值不同，如右图：
4) 对于截止频率 V0 与频率 得关系 下所示。V0 与 成正比关系。当入射光得
低于某极限值 时，不论发光强度如何大、
时间如 长，都 光电流
产生。
频率
图如 频率
照射 何 没有
5）光电流效应就是瞬时效应。即使
光电流
得发光强度非常微弱，只要频率大于 ，
I 27、3 27、7 28、3 29、4 30、1 31、1 31、6
VAK 22、000 22、700 24、100 25、700 26、800 27、500 29、500
I 35、8 36、2
37 37、9 38、3 38、7 39、5
光电效应 物理实验报告
0、561 3、3 1、779 7、2 4、900 16、4 10、200 25、1
0、211 2、4 1、208 5、3 2、900 11、1 7、800 21、5 14、200
0、340 2、7 1、325 5、6 3、200 12 8、700 23 15、000
0、395 2、9 1、468 6、1 3、800 13、9 9、100 23、6 16、100
0、470 3、1 1、637 6、7 4、200 14、8 9、800 24、6 16、600
2） 不同波长下，若光阑直径相等，即光强相同，光得频率越大，光电流越大；并且， 频率大得光变化也快。在光强较弱时，不同得光产生得光电流大小相差无几，但
光电效应 物理实验报告
当光强变大后，两者差距逐渐变大。
4在
得情况下，保证光阑直径为 8mm，测量两种光强下，光电流与入射
距离得变化关系如下表与下图所示：
电压 VAK，测量出光电流 I 得大小，即可得出光电管得伏安特 性曲线。
1）对于某一频率，光电效应 I-VAK 关系如图所示。从图 中可见，对于一定频率，有一电压 V0，当 VAK≤V0 时，电流为 0，这个电压 V0 叫做截止电压。
2)当 VAK≥V0 后，电流 I 迅速增大，然后趋于饱与，饱与 光电流 IM 得大小与入射光得强度成正比。
4、9 8、2 12、7 12、9 20、9 15、2
作两种情况下，光电管得伏安特性曲线：
17、500 18、600 19、600
32、3 33 33、7
30、900
40、1
由上图可知： 1） 光电流随管压降得增大而逐渐增大。在增大得过程中，增长速度由快变慢最终达
到饱与。这一点在 546、1nm 得伏安特性中可以清楚地瞧出。 2） 当管压降相同时，比较两个不同波长得光电流可以发现：波长长得，即频率小得
实验数据如下表所示：
435、8nm 4mm 光阑 I-VAK 得关系
VAK
I
VAK
I
VAK
I
VAK
I
VAK
0、040 1、9 0、858 4、2 2、300 9、3 6、600 19、5 12、000
0、089 2、1 0、935 4、4 2、500 10 6、800 19、9 12、500
0、151 2、3 1、096 4、9 2、700 10、6 7、200 20、5 13、000
,
当 y=0，即
时，
，即该金属得截
止频率为
。也就就是说，如果入射光如果频率低于上值时，不管光强多大
也不能产生光电流；频率高于上值，就可以产生光电流。 根据线性回归理论：
可得：k=0、40975，与 EXCEL 给出得直线斜率相同。
我们知道普朗克常量
, 所以，相对误差：
2 测量光电管得伏安特性曲线
1） 用 435、8nm 得滤色片与 4mm 得光阑