高中物理普朗克常数的光电效应法测定实验原理
光电效应法测定普朗克常数.
0
U0 ～ 曲线
4、存在截止频率：只有入射光频率 大于0 时， 才能产生光电效应，0称为截止频率。对于不同 的金属阴极，0值也不同。但这些直线的斜率都
相同。
5、瞬时效应：频率大于截止频率0的光一照到阴极
上，立即有光电子产生。
爱因斯坦光电效应方程
• 光束由光子构成，频率为ν的光束，光子能量为
光电效应法测定普朗克常数
聚光镜
光电管
测量放大器
溴钨灯
【实验目的】
一、进一步理解光的量子性和爱因斯坦光 电效应方程。
二、学习测量普朗克常数的方法。
三、掌握小型光栅单色仪和微电流计的调 节方法。
【实验原理】
一、光电效应和爱因斯坦方程 二、光电管的实际伏安特性曲线
一、光电效应和爱因斯坦方程
• GD为光电管，K为阴极， A为阳极，G为微电流计， V为电压表，R为滑线变 阻器。
4、将读数轮置于546nm（修正值）。取下光电管暗盒 盖，使其对准单色仪的出缝处。
5、调好测量放大器的零点位置。调节电位器旋钮，从
1V开始，缓慢改变电压，观察电流变化，记住电流 开始明显升高的电压值。然后，还是从1V开始，依 次读取电压和电流值，在电流升起点附近，增加测 量点的密度，以使作图精确。电流变成正值后，加
二、在坐标纸 上作出U0 —ν直线。要求： U0 取绝 对值，算出各波长对应的频率，做拟合直线， 在此直线上找到两点求斜率。
三、计算h的值，与公认值（h0=6.6261761034Js ）比较算出相对误差。 四、写出误差分析，并作思考题：P126—4题。
表一 不同波长下电压和光电流数值
546nm
-0.1
19.2
-0.05
30.5
测定普朗克常量的试验原理
测定普朗克常量的实验原理
光电效应规律有两条：
1．在光谱成分不变的情况下，光电流的大小与入射光的强度成正比。
2．光电子的最大初动能，随入射光频率的增加而增加，与入射光的强度无关。
爱因斯坦提出：光是由一些能量为E＝hv的粒子组成的粒子流，这些粒子称为光子。
光的强弱决定于粒子的多少。
故光电流与入射光的强度成正比。
又因金属中的自由电子通常只能吸收一个光子的能量hv，所以电子获得的能量与光强无关，而只与频率成正比，爱因斯坦描述此现象的方程为：
（1）
h称为普朗克常量，
v为入射光频率，
是光电子飞出金属表面后所具有的最大动能，
W是电子从金属内部逸出表面所需的逸出功。
本实验采用锑铯光电管、用减速电位法求电子动能的最大值。
当光电管内的阴极和阳极之间电压等于零时，被光激发出的电子也可以到达阳极；如果在光电管的阴极和阳极之间加以反向电压。
当反向电压增大到U0时，光电流等于零，即光电子都回到阴极面上，测出截止电压U0并根据能量守恒定律，就可以求出电子动能的最大值：
（2）
改变光强度时，截止电压不变化，这表明电子的动能不变化。
只有改变光的频率．才能使截止电压变化而与光电子的动能的最大值成正比。
对比（1）、（2）式可得
eU0＝hv－W （3）
改变入射光的频率v，可测得不同的截止电压。
作U0－v图象，可得图5．13－3直线，此直线的斜率：
（4）
将（4）式变形得
（5）
将［实验方法］后面的表中数据代入，可计算出普朗克常量。
（4）
实验仪器的结构原理如图5．13－1所示。
光电效应测普朗克常数实验原理
光电效应测普朗克常数实验原理以光电效应测普朗克常数实验原理为标题，我们来介绍一下这个实验的原理和背后的物理学原理。
光电效应是指当光照射到金属表面时，如果光的能量足够大，就会将金属中的电子从原子或分子中解离出来，形成自由电子。
这个现象在19世纪末被发现，并且在20世纪初成为量子力学的基础之一。
实验中，我们使用一个光电效应的装置，其中包含一个金属表面和一个光源。
金属表面被称为光电阴极，光源发出的光照射到光电阴极上。
当光照射到光电阴极时，如果光的能量大于金属表面的逸出功（即光的能量可以提供足够的能量使电子脱离金属原子），那么光电阴极上的电子就会被激发并脱离金属表面。
测量光电效应中电子的动能和光的频率之间的关系，可以得到普朗克常数。
普朗克常数是量子力学中一个重要的常数，它描述了光的能量和频率之间的关系。
根据普朗克常数的定义，光的能量E和光的频率ν满足关系式E = hν，其中h为普朗克常数。
通过实验，我们可以测量光电阴极上的电子的动能以及光的频率，并根据E = hν的关系，计算出普朗克常数。
具体实验步骤如下：1. 准备一个光电效应的装置，包括一个光电阴极和一个光源。
确保光电阴极可以与一个电子能量测量装置连接。
2. 使用电子能量测量装置测量光电阴极上的电子的动能。
在实验中，可以通过调节光电阴极上的电压，使得电子能够抵达电子能量测量装置，并且测量装置可以测量电子的动能。
3. 测量光的频率。
可以使用频率计或其他适当的仪器来测量光源发出的光的频率。
4. 计算普朗克常数。
根据测量得到的电子动能和光的频率，使用E = hν的关系，可以计算出普朗克常数h的值。
通过这个实验，我们可以测量到普朗克常数，并且验证量子力学理论中描述光与物质相互作用的基本原理。
这个实验对于理解光电效应和量子力学的基本概念非常重要，也为后续的研究和应用提供了基础。
总结一下，光电效应测普朗克常数实验的原理是利用光照射到金属表面时产生的光电效应，测量光的能量和频率之间的关系，进而计算出普朗克常数。
光电效应和普朗克常量的测定实验原理
光电效应和普朗克常量的测定实验原理
光电效应是指当光照射在某些金属表面时，电子从该金属表面被排放出来的一种现象。
而普朗克常量是描述光的性质的一个重要物理常量，它表示光子能量和频率之间的关系。
在实验中，测定普朗克常量的一种方法就是通过测定光电效应中的电子最大能量来计算。
第一步，实验需要准备一些材料，包括一个光电效应器件、一块金属片、一台数字万用表等。
第二步，首先需要将金属片固定在光电效应器件的入射口上。
然后通过调整入射光源的波长和强度来产生光电效应，并用数字万用表来测量金属片上的电子流。
第三步，当入射光强度足够大时，电子流呈现出一个稳定的最大值。
此时，应该记录下该最大值的电流大小，并计算金属片上每个电子的最大能量。
第四步，为了计算普朗克常量，需要绘制出电子最大能量与入射光波长之间的关系图。
应该选择尽可能多的光源，以便获得更准确的数据。
根据图像的斜率，可以计算出普朗克常量的值。
最后，需要对实验所获得的数据进行统计和分析。
可以通过对实验数据的多次测量来提高精度。
同时，也可以与实验室中其他人员或研究者分享实验结果，以期获得更多的建议和意见。
总之，通过以上步骤，我们可以测定光电效应中的电子最大能量，并计算普朗克常量的值。
这种实验不仅可以用于物理学的学术研究，还可以应用于现代光电子学和半导体领域中的实际应用研究。
用光电效应测普朗克常数实验报告
用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光电效应测量普朗克常数。
二、实验原理光电效应是指当金属表面受到光照射时，会发射出电子的现象。
根据经典物理学，当金属表面受到光照射时，电子会吸收能量而获得动能，直到能量大于或等于逸出功时才能从金属表面逸出。
但实际上，在某些情况下，即使光的频率很低，也会有电子发射的现象。
这一现象无法用经典物理学解释，只有引入量子理论才能解释。
根据量子理论，当金属表面受到光照射时，光子与金属中的电子相互作用，并将一部分能量转移给了电子。
如果这部分能量大于逸出功，则电子可以从金属表面逸出。
此时，逸出的电子所具有的最大动能为：Kmax = hf - φ其中h为普朗克常数，f为入射光的频率，φ为金属的逸出功。
因此，在已知入射光频率和逸出功的情况下，可以通过测量逸出电子的最大动能来确定普朗克常数。
三、实验器材1. 光电效应实验装置2. 单色光源3. 金属样品（锌或铜）4. 电子学计数器四、实验步骤1. 将金属样品安装在光电效应实验装置上，并将单色光源对准金属表面。
2. 调整单色光源的频率，使得逸出电子的最大动能可以被测量。
3. 测量逸出电子的最大动能，并记录下入射光的频率和金属的逸出功。
4. 重复以上步骤，测量多组数据。
5. 根据测得的数据，计算普朗克常数。
五、实验注意事项1. 实验过程中要注意安全，避免直接观察强烈的单色光源。
2. 测量逸出电子最大动能时，要保证其他条件不变，如入射光强度和逸出功等。
3. 测量多组数据可以提高结果的准确性。
六、实验结果与分析根据测得的数据，可以计算出普朗克常数。
假设入射光频率为f，逸出功为φ，逸出电子的最大动能为Kmax，则普朗克常数为：h = Kmax / (f - φ)通过多次实验可以得到多组数据，计算出的普朗克常数应该是相近的。
如果存在较大偏差，则需要重新检查实验步骤和仪器是否有问题。
七、实验结论本实验通过光电效应测量了普朗克常数。
光电效应法测定普朗克常数实验原理
光电效应法测定普朗克常数实验原理光电效应法测定普朗克常数实验原理，听起来好像很高大上，但其实它就是利用光子的性质来测量一个非常小的数值——普朗克常数。
那么，这个实验到底是怎么进行的呢？别着急，让我来给你讲讲。
我们要了解什么是光电效应。
简单来说，光电效应就是当光子与物质相互作用时，会产生一些电子。
这些电子就像是光子的“孩子”，它们会从物质中“出生”，并且带有一些能量。
这个能量就叫做光子的能量。
好了，现在我们知道了光子和电子的关系，那么接下来就要用到普朗克常数了。
普朗克常数是一个非常小的数值，它的名字来源于它的发现者——德国物理学家马克斯·普朗克。
他在研究黑体辐射的时候，发现了一种规律：黑体辐射的能量是按照一定的频率分布的，而不是连续的。
这个规律被称为能量量子化定律。
而普朗克常数就是用来描述这个规律的一个重要参数。
那么，为什么我们需要测定普朗克常数呢？因为普朗克常数与光子的频率有关。
当光子的能量发生变化时，它的频率也会随之改变。
而我们通过测量光子的频率，就可以间接地测量出光子的能量。
这样一来，我们就可以用一种非常巧妙的方法来测定普朗克常数了。
接下来，让我们来看一下实验的具体步骤吧。
我们需要准备一个金属薄片，然后用一个光源照射它。
在照射的过程中，我们可以观察到金属薄片表面出现了一些电子。
这些电子就是由光子产生的。
接着，我们需要测量这些电子的数量以及它们的能量。
这样一来，我们就可以根据能量守恒定律和光电效应的公式，计算出光子的能量以及普朗克常数了。
当然啦，这个实验并不是那么简单就能完成的。
在实际操作过程中，我们还需要考虑很多因素，比如光源的波长、金属薄片的厚度等等。
但是总的来说，只要我们掌握了正确的方法和技巧，就一定能够成功地测定普朗克常数。
好了，现在你已经知道光电效应法测定普朗克常数实验的基本原理了吧？希望这篇文章能够帮助你更好地理解这个实验。
如果你还有什么疑问或者想了解更多关于光电效应的知识，欢迎随时来找我哦！。
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。
光电效应法测定普朗克常数实验报告
光电效应法测定普朗克常数实验报告一、实验目的本实验旨在通过光电效应法测定普朗克常数，并掌握使用光电效应法测定普朗克常数的实验方法。
二、实验原理光电效应是指光照射在金属表面时，如果光子的能量大于金属的逸出功，那么就会发生光电子的发射。
发射的光电子速度与入射光子的能量有关，其关系式为：1/2mv^2=hv-φ其中，m为光电子的质量，v为光电子的速度，h为普朗克常数，v 为光子的频率，φ为金属的逸出功。
根据上述公式，我们可以通过测量光电子的最大动能和入射光子的频率来求解普朗克常数。
三、实验器材和实验步骤实验器材：光电效应实验仪、电压源、微安表、光源、金属样品、计算机等。
实验步骤：1.将金属样品安装在光电效应实验仪的样品台上，并调整光源的位置和强度，保证光线垂直照射在样品上。
2.调节电压源的输出电压，使得微安表的指针停留在零位。
3.改变光源的频率，记录微安表的读数，并记录此时的电压值。
4.重复第3步，直到微安表的读数变为零。
5.根据实验数据求解普朗克常数。
四、实验数据处理根据实验数据，我们可以绘制出光电效应实验的电流-电压曲线，如下图所示：其中，当电流为零时，表示此时的电压为最大电压，即光电子的最大动能。
通过测量光电子最大动能对应的电压值和对应的光源频率，我们可以求解普朗克常数。
五、实验结果与结论通过实验数据处理，我们得到普朗克常数的值为6.63×10^-34 J·s，这个数值与理论值非常接近，说明本次实验的结果是比较准确的。
实验结果表明，光电效应法可以用于测定普朗克常数，而且其测量精度高，方法简单易行，是一种非常有用的实验方法。
六、实验注意事项1.实验过程中要保证光线垂直照射在金属样品上，同时避免其他光源的干扰。
2.测量电流时，要注意保证电流表与金属样品之间的电路畅通无阻。
3.实验过程中要注意用手套或木夹子等工具操作，避免直接接触金属样品。
4.实验结束时，要注意关闭电源和光源，并按照要求归还实验器材。
光电效应法测量普郎克常数实验报告
光电效应法测量普郎克常数实验报告实验报告：光电效应法测量普朗克常数一、实验目的1.学习光电效应现象及其基本原理。
2.了解并掌握光电电流与入射光强、入射光频率、阳极电压等因素之间的关系。
3.通过测量光电流与入射光频率的变化关系，确定普朗克常数的数值。
二、实验仪器与材料1.光电效应测量装置：包括光电池、透镜、滤光片、锁相放大器等。
2.微电流放大器3.光源4.不同频率的滤光片5.示波器6.高阻电表三、实验原理光电效应：当光照射到金属表面时，如果入射的光子能量大于金属材料的束缚能，光子会与电子碰撞并将能量传递给电子，使其脱离原子从而形成电子流。
这种现象被称为光电效应。
普朗克常数：光电效应的理论基础是普朗克的量子理论。
普朗克常数h表示光的能量量子，定义为一个光子的能量E与它的频率f的乘积，即h=E/f。
通过实验测量光电流与入射光频率的关系，可以利用普朗克常数确定光子的能量。
实验步骤：1.接通实验装置，将透镜调节至焦距为f的位置。
2.将滤光片依次插入光源光路中，为了测得不同波长的光电流，需要用具有不同波长的滤光片，将光线调至单光束。
3. 调节锁相放大器使其谐振频率f_0接近光电效应的阴阳极系统阻抗特性的谐振频率f_res。
4. 调节滤光片使入射光频率f与f_res相等。
5.将阳极电压U逐渐增加，记录相应的光电流I。
6.重复上述步骤5次，取平均值。
四、实验数据与处理测量数据如下表：U(V)，I(A)------，------1.0，1.32.0，2.53.0，3.84.0，5.15.0，6.5根据测量数据可以得到以下图像：[讲解数据与图像]根据实验原理，根据入射光频率f与与光电流I的关系，可以得到h的数值。
五、误差分析1.光电池的指示误差：由于光电池原件的生产和使用过程中都会存在误差，所以测量结果会受到其指示误差的影响。
2.透镜和滤光片的误差：透镜和滤光片的使用寿命有限，会因为使用时间的长短产生一定的光失真，从而带来误差。
光电效应法测量普郎克常数实验报告
光电效应法测量普郎克常数实验报告实验目的：1.了解光电效应的基本原理和测量方法；2.使用光电效应法测量普朗克常数。
实验仪器：1.高压电源2.光电效应装置3.电压源4.测量电压表5.电流表实验原理：光电效应是指当光照射到金属表面时，金属会发射出电子，并产生电流。
光电效应实验的基本原理是根据光电效应的光电子发射定律：光电子的最大动能等于光子能量减去金属工作函数。
能量关系可以表示为：K=hν-φ，其中K是光电子的动能，h是普朗克常数，ν是光的频率，φ是金属的逸出功。
通过测量光电子的动能和光的频率，可以得到普朗克常数。
实验步骤：1.准备实验仪器，将光电效应装置和光电管连接好。
2.将高压电源连接到光电效应装置上，并调节合适的工作电压。
3.调节光电效应装置的光强度，使金属表面可以发射出电子。
4.使用电压源和电流表测量光电效应装置产生的电流和电压。
5.改变光强度和工作电压，多次测量光电效应产生的电流和电压。
实验数据处理：1.对测量得到的电流和电压进行数据整理。
2.计算光电子的动能K，K=eV，其中e是元电荷，V是电压。
3.根据公式K=hν-φ，计算得到普朗克常数h的估计值。
4.计算多次测量得到的普朗克常数的平均值，并计算估计值的标准偏差。
5.通过和已知数值进行比较，评估实验结果的准确性。
实验结果与讨论：通过实验测量得到的普朗克常数的估计值为X，标准偏差为ΔX。
与已知数值进行比较，可以评估实验结果的准确性。
在测量过程中，可能会存在误差，例如电流和电压测量的误差、光强度和工作电压的调节不准确等。
为减小误差，可以进行多次测量，并取平均值。
此外，还可以改变光强度和工作电压，观察其对测量结果的影响。
结论：通过光电效应法测量普朗克常数，可以得到该物理常数的估计值。
实验结果的准确性受到测量误差的影响，可以通过多次测量取平均值来减小误差。
此外，还可以改变实验条件，观察其对测量结果的影响。
在实验中还需要注意仪器的使用和调节，以确保实验的准确性和可靠性。
光电效应法测普朗克常量 实验报告
实验题目：光电效应法测普朗克常量 实验目的：1.了解光电效应的基本规律；2.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。
在光电效应中，光显示出它的粒子性质，所以这种现象对认识光的本性，具有极其重要的意义。
光电效应实验原理如图8.2.1-1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） 根据爱因斯坦关于光的本性的假设，光是一粒一粒运动着的粒子流，这些光粒子称为光子。
每一光子的能量为hv =ε，其中h 为普朗克常量，ν为光波的频率。
所以不同频率的光波对应光子的能量不同。
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）式（2）称为爱因斯坦光电效应方程。
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。
爱因斯坦光电效应方程同时提供了测普朗克常量的一种方法：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 。
用光电效应测普朗克常数实验报告
一、实验目的1. 深入理解光电效应的基本规律和爱因斯坦的光电效应理论。
2. 掌握利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，并以此测定普朗克常数。
二、实验原理光电效应是指当光照射到金属表面时，金属表面会发射出电子的现象。
根据爱因斯坦的光电效应理论，光子的能量与其频率成正比，每个光子的能量为 \( E = hv \)，其中 \( h \) 为普朗克常数，\( v \) 为光的频率。
当光子的能量大于金属的逸出功 \( W \) 时，光子会将能量传递给金属表面的电子，使其逸出金属表面。
实验中，我们通过测量不同频率的光照射到光电管上时产生的光电流，根据光电效应方程 \( E = hv - W \) 和光电子的最大初动能 \( E_k = eU_0 \)，可以计算出普朗克常数 \( h \)。
三、实验仪器1. YGD-1 普朗克常量测定仪（内有 75W 卤钨灯、小型光栅单色仪、光电管和微电流测量放大器、A/D 转换器、物镜一套）2. 汞灯及电源3. 滤色片（五个）4. 光阑（两个）5. 光电管6. 测试仪四、实验步骤1. 将光电管和微电流测量放大器连接到测试仪上，调整测试仪至合适的电压和电流范围。
2. 将滤色片插入光栅单色仪，选择不同频率的光源。
3. 调节光阑，使光线照射到光电管上。
4. 测量不同频率的光照射到光电管上时产生的光电流，记录数据。
5. 根据光电效应方程和光电子的最大初动能，计算普朗克常数 \( h \)。
五、实验数据及结果1. 波长（nm）：365, 405, 436, 546, 5772. 频率（\( 10^{14} \) Hz）：8.214, 7.408, 6.879, 5.490, 5.1963. 截止电压（V）：1.724, 1.408, 1.183, 0.624, 0.504根据实验数据，利用线性回归方法计算得到斜率 \( k \) 的值为 0.001819，根据公式 \( k = \frac{h}{e} \) 计算得到普朗克常数 \( h \) 的值为6.523×\( 10^{-34} \) J·s。
光电效应法测定普朗克常数实验原理
光电效应法测定普朗克常数实验原理1. 引言大家好，今天咱们聊聊光电效应和普朗克常数。
这可是物理学里的“金字招牌”，不仅让爱因斯坦一夜成名，还把我们带入了量子世界。
光电效应听起来高大上，但其实它和我们生活息息相关。
想象一下，阳光照在你的太阳能电池上，没错，这就是光电效应在发光发热！那么，普朗克常数又是什么呢？简单说，它是量子力学里的一个关键数字，帮助我们理解光和物质的微妙关系。
今天，我们就来深入浅出地聊聊这个实验的原理和步骤。
2. 光电效应的基本原理2.1 什么是光电效应好啦，光电效应指的就是光照射到某种金属上时，能够把金属表面的电子“撵”出来。
这就像你在派对上，不小心把气氛搞得火热，大家纷纷跳起来！当光子（就是光的粒子）碰到金属表面时，如果它的能量足够大，就能把电子踢出来，这样就产生了电流。
哇，这可真是神奇，简单来说，光子越“凶猛”，电子被踢出来的可能性就越大。
2.2 电子的能量电子被“放飞”后，它们的动能跟光子的能量密切相关。
这里就要用到个公式，别担心，咱们不深入公式的海洋，简单说就是：光子的能量和普朗克常数成正比，后者就像是一个神奇的开关，控制着这场“电子派对”的热度。
更夸张的是，当光子的能量超过某个阈值，电子才能成功“出场”，这就像是门票限制，没钱买票的电子，别想混进来。
3. 实验步骤3.1 实验准备现在我们进入实验环节，准备工作可得认真点。
首先，你需要一个光源，比如说氙灯，放光超亮的那种；然后，一个金属电极，通常是钠或者锂。
别忘了，还需要一个电流计，负责记录“出门”的电子们的数量。
最重要的是，你得有个真空管，保持环境干净，避免外界干扰，这就像是给派对开了个VIP通道，绝对不能让“杂音”影响现场氛围。
3.2 实验过程实验开始了！你打开光源，光线照射在金属电极上，哗，电子们开始翩翩起舞。
此时，电流计上的指针逐渐上升，简直像是过年时看烟花，越看越兴奋！你还可以调节光源的频率，观察到不同频率下电子的行为变化。
光电效应法测定普朗克常数实验报告
光电效应法测定普朗克常数实验报告一、引言1.1 研究背景光电效应是20世纪初量子物理的重要实验现象之一，它揭示了光的本质以及光与物质之间的相互作用。
通过测定光电效应可以得到普朗克常数等重要物理量，从而深入理解量子力学的基本原理。
1.2 研究目的本实验旨在使用光电效应法测定普朗克常数，并通过实验数据验证光电效应的基本原理，从而加深对量子物理学的理解。
二、实验原理2.1 光电效应的基本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。
根据经典电磁理论，光的能量都可以连续分布在金属中。
然而，根据实验观察，光电效应中发射出的电子动能却具有离散分布，且与光的频率有关。
这一现象无法用经典波动理论解释，而需要量子力学来阐述。
根据光电效应理论，光子携带能量的大小与光的频率成正比。
当光的频率小于某一临界值时，无论光的强弱都无法使金属发生光电效应；当光的频率大于临界值时，无论光的强弱如何，都能使金属发生光电效应。
2.2 普朗克常数的测定方法光电效应实验中可以测定光的频率和光电子的最大动能，从而计算出普朗克常数。
根据能量守恒定律，光子的能量等于光电子的最大动能加上金属的逸出功。
通过调节光源的频率，使得最大动能等于逸出功，即可测得光子的能量。
进而，可以通过普朗克公式计算出普朗克常数。
三、实验设备与方法3.1 实验设备•光电效应实验装置•高精度光源•金属样品3.2 实验步骤1.调节光源的频率，获取适宜的光照强度。
2.改变金属样品，重复实验步骤1，并记录光电流与电压数据。
3.根据记录的数据计算光子的能量和普朗克常数。
四、实验结果与讨论4.1 实验结果通过实验记录的数据，我们可以计算出光子的能量和普朗克常数。
以下是部分数据示例：金属样品光电流（A）电压（V）钠0.002 0.12铜0.0015 0.084.2 结果讨论根据实验数据计算得到的光子能量和普朗克常数，与理论值进行比较。
通过比较结果可以确定实验的准确性，并进一步研究不同金属样品的光电效应特性。
光电效应测量普朗克常数的实验报告
光电效应测量普朗克常数的实验报告一、引言在物理学领域里，普朗克常数被誉为现代物理学的重要常数之一。
它在量子力学的发展中起着至关重要的作用，被称为量子力学的基本常数。
而测量普朗克常数的方法之一就是通过光电效应实验，本实验旨在利用光电效应测量普朗克常数，并撰写实验报告，详细介绍实验过程和结果。
二、实验原理光电效应是指当金属表面受到光照射时，会发射出电子的现象。
根据经典物理学的理论，电子被激发出的动能与入射光的强度成正比。
然而，实验结果却显示出当光的频率低于某一阈值时，即使光强足够大，金属表面也不会发生光电效应。
这一现象无法被经典物理学解释，导致了对量子力学的兴趣与研究。
根据光电效应的实验原理，可以使用以下公式来描述：[E_k = h- W]其中，(E_k)为光电子的最大动能，(h)为光子能量，(W)为金属的逸出功。
根据实验需要，通过测量光电子的最大动能和入射光的频率，可以计算得到普朗克常数(h)的值。
三、实验步骤1.准备工作在进行实验之前，需要准备一台光电效应实验装置、一台计算机、不同波长的光源和一些金属试片作为实验材料。
2.调试装置将光源安装在适当位置，并根据实验要求调整光源的波长和光强。
在实验装置周围设置遮光罩，以防止外部光源的干扰。
3.测量最大动能将金属试片放置在光电效应装置中央，根据实验要求逐渐调整入射光的频率和强度。
通过测量光电子的最大动能，记录不同频率下的测量结果。
4.数据处理将实验测得的数据输入计算机中，进行数据处理和分析。
根据实验原理中的公式，计算出普朗克常数的值，并进行误差分析。
四、实验结果和讨论通过实验，我们得到了光电子的最大动能随入射光频率的变化关系。
在数据处理和分析过程中，我们发现实验结果与理论计算值相符合，从而得出了普朗克常数的测量结果。
并且在误差分析中发现，在实验过程中存在一定的系统误差和随机误差，并通过一系列对比实验和数据处理措施，对误差进行了有效控制。
通过本次实验，我们更深入地理解了光电效应对普朗克常数测量的重要性。
光电效应及普朗克常数的测定
光电效应及普朗克常数的测定一、实验目的1. 通过光电效应基本特性曲线的测量，加深对光的量子性的理解。
2. 验证爱因斯坦光电效应方程，并测定普朗克常数。
二、实验原理1．光电效应及其实验规律光电效应:当光照射到金属表面时，金属中有电子逸出的现象。
研究原理图如图 4.5.1。
当单色光入射到光电管阴极K时，阴极上会有(光)电子逸出。
部分光电子会到达阳极A，形成光电流。
通过改变外电场的大小和方向，以及选择不同频率的单色光入射，得到光电效应的实验规律：1.1 饱和光电流与入射光强成正比。
如图 4.5.2；1.2 当入射光的频率v＜vo(截止频率)时，不论光的强度如何都没有光电子产生；1.3 光电子的初动能与入射光的频率成正比，与入射光强无关，；1.4 光电效应是瞬时发生的，与入射光强无关。
对于这些实验事实，经典的波动理论无法给出圆满的解释。
2．爱因斯坦光量子理论频率为v的光由能量为hv的粒子组成，这些粒子称为光子。
光入射到金属表面时，一个光子的能量通过碰撞立即被一个电子吸收，只要电子获得的能量足以克服金属对它的束缚能（即逸出功），即可瞬间产生光电效应。
根据能量转化与守恒定律，逸出电子的初动能与入射光频率和金属逸出功的关系为（4.5.1）(爱因斯坦光电效应方程)。
3．普朗克常数的测定U.如图4.5.2。
由（4.5.1）截止电压:使光电流为零而在光电管两端所加的反向电压S和截止电压与电子最大初动能的关系可得到截止电压与入射光频率的关系（4.5.2）显然，选择不同频率的光入射，测量相应的截止电压，得到两者的线性关系，由斜率和截距可得到普朗克常数和金属材料的逸出功。
4．截止电压的确定由于热电子发射、光电管极间漏电、本底电流及阳极产生的反向光电流等因素的影响，使实际测得的光电流曲线下移，故截止电压并非是电流为零时的电压，而是实测曲线两线性段之间的弯曲联接处，即截止电压对应的是曲线上反向电流部分斜率变化很大时的电压，如图4.5.3。
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。
用光电效应测普朗克常数实验报告
用光电效应测普朗克常数实验报告一、实验目的1、了解光电效应的基本规律。
2、掌握用光电效应法测量普朗克常数的方法。
3、学习使用数字式检流计和微电流测试仪。
二、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，会有电子从金属表面逸出，这种现象称为光电效应。
逸出的电子称为光电子。
2、爱因斯坦光电效应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$ 和金属的逸出功＄W$ 之间的关系为：＄E_{k} ＝hν W$其中，＄h$ 为普朗克常数。
当光电子的初动能为零时，对应的入射光频率为截止频率＄ν_{0}＄，则有：＄hν_{0} ＝ W$3、光电流与光强的关系在一定的光频率和光强下，光电流与光强成正比。
4、测量普朗克常数通过测量不同频率光照射下的截止电压＄U_{0}＄，可以得到：＄eU_{0} ＝hν W$整理可得：＄h ＝＼frac{eU_{0}ν}｛ν ν_{0}｝＄其中，＄e$ 为电子电荷量。
三、实验仪器1、光电效应实验仪包括汞灯、滤光片、光电管、遮光筒等。
2、数字式检流计用于测量光电流。
3、微电流测试仪提供电源和测量电压。
四、实验步骤1、仪器连接与预热将光电管暗箱与微电流测试仪连接好，打开电源预热 20 分钟。
2、调整仪器（1）调整光电管与汞灯的距离，使入射光均匀照射在光电管阴极上。
（2）旋转遮光筒，使光能够通过狭缝照到光电管上。
3、测量截止电压（1）依次换上不同波长的滤光片，分别测量对应波长光的截止电压。
（2）从低频率光开始，缓慢调节电压，直到光电流为零，此时的电压即为截止电压。
记录下不同波长光对应的截止电压。
4、数据记录与处理（1）记录不同波长光的频率和对应的截止电压。
（2）根据实验数据，作出截止电压与频率的关系曲线。
（3）通过直线拟合，求出斜率，进而计算普朗克常数。
五、实验数据记录与处理｜波长（nm）｜频率（×10^14 Hz）｜截止电压（V）｜｜｜｜｜｜ 365 ｜ 821 ｜－185 ｜｜ 405 ｜ 741 ｜－147 ｜｜ 436 ｜ 688 ｜－118 ｜｜ 546 ｜ 549 ｜－073 ｜｜ 577 ｜ 519 ｜－061 ｜以频率为横坐标，截止电压为纵坐标，作出截止电压与频率的关系曲线。
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普朗克常数的光电效应法测定
普朗克常数的光电效应法测定
1899年，英国物理学家瑞利(T. B. Rayleign)和天体物理学家金斯(J.H. Jeans) 在电动力学和统计物理学的基础上从理论上又普遍导出一个辐射能量对频率的分 布公式．在这个公式中，当辐射的频率趋于无穷大时，辐射的能量是发散的．实 际上，这个公式在频率小时与实验符合得很好，但在频率大时与实验严重不符合， 在这里，经典物理学理论碰到了严重的困难．由于频率很大的辐射处在紫外线波 段，故而这个困难被称为“紫外灾难”．
普朗克常数的光电效应法测定
实验目的
光电效应是19世纪末发现的，详细的研究一直到1914年，研究中发现光电效应的 基本规律，无法用麦克斯韦的经典电磁理论作出完满的解释。1905年爱因斯坦应用普 朗克的量子论，提出光量子概念，给光电效应以正确的解释。其中普朗克常数是现代 物理学中的一个重要常数；由光电效应实验可简单准确地测定普朗克常数，实验有助 对光的量子性的理解。
普朗克常数的光电效应法测定
实验原理
普朗克常数的光电效应法测定
实验仪器
（1）光源采用NJ-50W Hg仪器用高压汞灯。 在3032～8720埃的谱线范围内有3650、4047、4358、 4916、5461、5770埃等谱线可供实验使用。
普朗克常数的光电效应法测定
实验仪器
（2）GP-1型光电管 阳极为镍圈，阴极为银一氧一钾（Ag-O-K），光谱响应
普朗克常数的光电效应法测定
普朗克常数的光电效应法测定
19世纪末，经典物理学体系已经在几乎所有方面都取得了巨大的成功．当时 在许多科学家心中普遍存在着一种乐观的情绪，认为宏伟的科学大厦已经基本建 立起来了，当然还有一些小问题没有解决，后辈的物理学家只要对现有的理论进 行一些小小的补充和修正就能够解决了．的确，那时经典物理学已经成为一套相 当完美的体系，人们能够用它来解释大到天体运行，小到烧一壶开水等形形色色 的物理现象．但是，正如英国物理学家开尔文(Lord Kelvin)所说的，在物理学晴 朗的天空的远处，还存在着两朵“乌云”．其中一朵指的是迈克尔孙-莫雷实验， 它的结果否定了“以太”的存在，最终导致了相对论的诞生；另一朵指的就是 “紫外灾难”，它使物理学家们最终建立了量子力学．
普朗克常数的光电效应法测定
实验仪器
（3）NG型滤色片： 是一组外径为f36mm的宽带通型有色玻璃组合滤包片。
它具有滤选3650、400、4358、5461、5770埃等谱线的能 力。
普朗克常数的光电效应法测定
v
8h
c3
3
1
h
d
ekT 1
普朗克常数的光电效应法测定
普朗克常数的光电效应法测定
普朗克常数的数值是:
h=6.6260755×10-34 J·S
这个数值实在是太小了，一般可见光的频率在1015赫兹的数量级，也就是说 可见光的光量子的能量大约在10-19焦耳的数量级，这对于我们平时所接触到的宏 观世界来说实在是微不足道的．就好像我们能望见一望无际的汪洋大海，却看不 到海水里的水分子．同样，我们感觉不到能量子的存在，除非我们进入到了原子 的尺度，从原子的角度来看待问题，量子效应就变得十分重要了．
1) 通过光电效应实验了解光的量子性。 2) 测量光电管的弱电流特性,找出不同光频率下的截止电压。 3) 验证爱因斯坦方程，并由此求出普朗克常数。
普朗克常数的光电效应法测定
实验原理
（1）光电流与光强成正比；
普朗克常数的光电效应法测定
实验原理
v （2）入射光频率低于某一临界值 。时，不论光的强度如何， v 都没有光电子产生，称 。为截止频率；
普朗克常数的光电效应法测定
实验原理
（3）光电子的动能与光强无关，与入射光频率成正比。
普朗克常数的光电效应法测定
实验原理
爱因斯坦认为从一点发出的光不是按麦 克斯韦电磁
学说指出的那样以连续分布的形 式把能量传播到空间，
而是频率为 的光以
v
hv 为能量单位(光量子) 的形式一份一份地
hv 向外辐射 。至于光电效应，是具有能量 的一个光子作用于金属中的一个自
普朗克常数的光电效应法测定
实验原理
影响因素：
1．暗盒中的光电管即使没有光照射、在外加电压下也会有微弱电流．称 暗电流。其主要原因是极间绝缘电阻漏电和阴极在常温下的热电子发射等。 暗电流与外加电压基本上成线性关系。 2．阳板上沉积有吸附材料，遇到由阴极散射的光或其它杂散光的照 射．也会发射光电子，反向的电压对阳极发射的光电子起加速作用，形成 反向饱和电流。由于上述原因，致使实测曲线光电流为零时所对应的电压 并不是截止电压．真正的截止电压U0 在该曲线的直线部分与曲线部分相接 的点C。
8 2kt
c3
普朗克常数的光电效应法测定
普朗克常数的光电效应法测定
为了解决瑞利-金斯公式遇到的困难，1900年，
德国物理学家普朗克(Max Planck)提出量子假说：
频率为v电磁辐射的发射是按照最小能量单位
的整数倍进行的．这里h是一个普适常数，称为普朗克常数．在h这
个假说的基础上，普朗克普导出一个新的辐射能量对频率的分布公式，这个公式 在频率小时自动回到瑞利-金斯公式，在频率大时又自动回到维恩公式，对所有频 率都与实验符合得很好。直到5年以后，爱因斯坦(A. Einstein)的努力才真正使人 们注意到了量子假说所闪现的光芒．
范围3400～7000埃，光窗为无铅多硼硅玻璃，最高灵敏波长 是4100士100埃，阴极光灵敏度约 1m A／Lm．暗电流约 1012A。
为了避免杂散光和外界电磁场对微弱光电流的干扰，光电
管安装于铝质暗盒中，暗盒窗口可以安放f5mm的光阑孔和f36 mm的各种带通滤色片。此外还装有单色仪匹配头，方便操作 者从单色仪中取得单色来进行实验。
由电子，并把它的全部能量都交给这个电子而造成的。如果电子脱离金属表面
耗费的能量为 的话,则由光电效应打出来的电子的动能为
Ws
E h Ws 或1ຫໍສະໝຸດ 2m 2h
Ws
h v m 式中 为普克朗常数, 为入射光的频率， 为电子的质量， 为光电子逸
W 出金属表面时的初速度， 为受光线照射的金属材料的逸出功(或功函数)。 s