光电效应实验测试
光电效应研究实验报告
光电效应研究实验报告光电效应是指材料受到光线照射后,其表面电子受激发而发生电子发射的现象。
光电效应在物理学中具有重要的意义,通过实验研究可以深入了解光电作用的原理和规律。
本实验旨在通过实际操作,探索光电效应在不同条件下的变化规律,并对实验结果进行分析。
实验材料和仪器本实验所需材料包括:光电效应实验装置、汞灯、光电管、电压源、电流表、光栅、测微眼镜等。
实验仪器如下:光电效应实验装置主要由镀铬阴极、透明阳极、汞灯和光栅组成。
实验步骤1. 检查实验装置是否正常连接,保证各部件完好无损。
2. 将汞灯放置在适当位置,点亮,调节光强。
3. 将光栅放置在适当位置,使光线通过光栅射到光电管上。
4. 调节电压源,测量不同电压下的电流值。
5. 记录实验数据,并绘制电压与电流的关系曲线。
实验结果分析通过实验数据分析可得出以下结论:1. 光电效应与光强成正比,光强越大,产生的电子数量越多。
2. 光电效应与光频成正比,光频越大,电子运动速度越快。
3. 光电效应与反向电压成反比,反向电压增大时,电子发射速度减缓。
实验结论本实验通过研究光电效应的实验数据,验证了光电效应的基本规律性,光强、光频和反向电压是影响光电效应的重要因素。
同时,通过实验操作,提高了实验操作能力和数据处理技能,对光电效应的认识有了更深入的了解。
总结光电效应作为一项重要的物理现象,具有广泛的应用价值,如光电池、光电管等领域。
通过本实验的探究,不仅加深了对光电效应的理解,也提高了实验技能和科学素养。
希望通过这次实验,能够更好地认识和研究光电效应的原理和应用。
以上为光电效应研究实验报告,谢谢阅读。
光电效应大学实验报告
光电效应大学实验报告光电效应大学实验报告引言:光电效应是一个重要的物理现象,通过实验研究光电效应可以深入了解光与物质的相互作用过程。
本实验旨在通过测量光电效应的一些基本参数,探索光电效应的规律和应用。
一、实验目的本实验的主要目的有以下几个方面:1. 研究光电效应的基本原理和规律;2. 测量光电效应的截止电压和最大电子动能;3. 探究光电效应在光强和光频率变化时的反应。
二、实验原理光电效应是指当光照射到金属表面时,金属中的自由电子被激发出来,并形成电流的现象。
根据实验的需要,我们将使用一块金属板作为光电效应的实验样品。
根据爱因斯坦的光电效应理论,光电效应的主要特点包括:1. 光电子的动能只与光的频率有关,而与光的强度无关;2. 光电子的动能与光的频率成正比,与光的强度无关;3. 光电子的动能与光的频率之间有一个最小频率的阈值,低于这个频率时无法产生光电子。
三、实验步骤1. 将实验装置搭建好,确保光源、金属板和电路连接良好,并保持实验环境的稳定;2. 调节光源的光强,记录不同光强下的光电流强度;3. 调节光源的频率,记录不同频率下的光电流强度;4. 测量光电效应的截止电压和最大电子动能。
四、实验结果与分析1. 光强与光电流强度的关系:根据实验数据的统计和分析,我们发现光强与光电流强度之间呈线性关系,即光强越大,光电流强度越大。
这与光电效应的基本原理相符。
2. 频率与光电流强度的关系:根据实验数据的统计和分析,我们发现频率与光电流强度之间呈非线性关系。
在低频率下,光电流强度较低,但随着频率的增加,光电流强度迅速增加。
这与光电效应的基本原理相符。
3. 截止电压和最大电子动能的测量:通过实验测量,我们得到了金属板的截止电压和最大电子动能。
截止电压是指当光的频率低于某一阈值时,电流不再产生的电压值。
最大电子动能是指当光的频率高于阈值时,电子获得的最大动能值。
五、实验结论通过本次实验,我们得到了以下结论:1. 光强与光电流强度呈线性关系,光强越大,光电流强度越大;2. 频率与光电流强度呈非线性关系,低频下光电流强度较低,高频下光电流强度迅速增加;3. 光电效应存在截止电压和最大电子动能的特性,截止电压与光的频率有关,最大电子动能与光的频率成正比。
(完整版)光电效应练习题(含答案)
光电效应规律和光电效应方程一、选择题1.下列关于光电效应实验结论的说法正确的是()A.对于某种金属,无论光强多强,只要光的频率小于极限频率就不能产生光电效应B.对于某种金属,无论光的频率多低,只要光照时间足够长就能产生光电效应C.对于某种金属,超过极限频率的入射光强度越大,所产生的光电子的最大初动能就越大D.对于某种金属,发生光电效应所产生的光电子,最大初动能与入射光的频率成正比【解析】选A. 发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率,与入射光的强度、光照时间无关,所以光的频率小于极限频率就不能产生光电效应,故A正确,B错误.根据光电效应方程E k=hν-W0,可知入射光的频率大于极限频率时,频率越高,光电子的最大初动能越大,与入射光强度无关,故C错误.根据光电效应方程E k=hν-W0,可知光电子的最大初动能与入射光的频率是一次函数关系,故D错误.2.在光电效应实验中,用频率为ν的光照射光电管阴极,发生了光电效应,下列说法正确的是()A.增大入射光的强度,光电流增大B.减小入射光的强度,光电效应现象消失C.改用频率小于ν的光照射,一定不发生光电效应D.改用频率大于ν的光照射,光电子的最大初动能变大【解析】选AD.增大入射光强度,单位时间内照射到单位面积的光电子数增加,则光电流将增大,故选项A正确;光电效应是否发生取决于照射光的频率,而与照射强度无关,故选项B错误;用频率为ν的光照射光电管阴极,发生光电效应,用频率较小的光照射时,若光的频率仍大于极限频率,则仍会发生光电效应,选项C错误;根据hν-W0=21mv2可知,增加照射光频率,光电子的最大初动能也增大,故选项D正确.3.在演示光电效应的实验中,原来不带电的一块锌板与灵敏验电器相连,用弧光灯照射锌板时,验电器的指针就张开了一个角度,如图所示,这时()A.锌板带正电,指针带负电B.锌板带正电,指针带正电C.锌板带负电,指针带正电D.锌板带负电,指针带负电【解析】选B.弧光灯照射锌板发生光电效应,锌板上有电子逸出,锌板带正电,验电器指针也带正电,故B正确4.关于光电效应有如下几种叙述,其中叙述正确的是()A.金属的逸出功与入射光的频率成正比ssB .饱和光电流与入射光强度有关C .用不可见光照射金属一定比可见光照射金属产生的光电子的最大初动能要大D .光电效应几乎是瞬时发生的【解析】选BD.金属的逸出功取决于金属本身,故A 错误;逸出的光电子数与入射光的强度有关,即饱和光电流与入射光的强度有关,故B 正确;由光电效应方程E k =hν-W 0 可知,入射光的频率越大,光电子的最大初动能越大,红外线的频率小于可见光的频率,所以用红外线照射金属产生的光电子的最大初动能较小,C 错误;光电效应几乎是瞬时发生的,D 正确.5.硅光电池是利用光电效应将光辐射的能量转化为电能.若有N 个频率为ν的光子打在光电池极板上,这些光子的总能量为(h 为普朗克常量)( )A .hν B.21Nhν C .Nhν D .2Nhν 【解析】选C. 据光子说可知,光子能量与频率有关,一个光子能量为ε=hν ( h 为普朗克常量),N 个光子的能量为Nhν,所以选项C 正确.6.用绿光照射一光电管,产生了光电效应,欲使光电子从阴极逸出时的最大初动能增加,下列做法可取的是( ) A .改用红光照射 B .增大绿光的强度C .增大光电管上的加速电压D .改用紫光照射【解析】选D.由爱因斯坦光电效应方程hν=W 0+21mv 2,在逸出功一定时,只 有增大光的频率,才能增加最大初动能,与光的强度无关,D 对.7.在光电效应实验中,用单色光照射某种金属表面,有光电子逸出,则光电子的最大初动能取决于入射光的( ) A .频率 B .强度 C .照射时间 D .光子数目【解析】选A.由爱因斯坦光电效应方程程E k =hν-W 0 可知:Ek 只与频率ν有关,故选项B 、C 、D 错误,选项A 正确8.在光电效应实验中,用同一种单色光,先后照射锌和银的表面,都能发生光电效应现象.对于这两个过程,下列四个物理量中,一定不同的是( )A .单位时间内逸出的光电子数B .反向截止电压C .饱和光电流D .光电子的最大初动能【解析】选BD.单位时间内逸出的光电子数以及饱和电流由光照强度决定,所以可能相同,故A 、C 错误;用同一种单色光照射,光电子的能量相同,不同金属的逸出功不同,根据光电效应方程E k =hν-W 0 可得光电子的最大初动能一定不同,D 正确;再根据E k =eU c 知,反向截止电压一定不同,B 正确9.研究光电效应的电路如图所示.用频率相同、强度不同的光分别照射密封真空管的钠极板(阴极K),钠极板发射出的光电子被阳极A 吸收,在电路中形成光电流.下列光电流I 与A 、K 之间的电压U AK 的关系图象中,正确的是( )【解析】选C. 虽然入射光强度不同,但光的频率相同,所以遏止电压相同;又因当入射光强时,单位时间逸出的光电子多,饱和光电流大,所以选C.10.在光电效应实验中,分别用频率为νa、νb的单色光a、b照射到同种金属上,测得相应的遏止电压分别为U a和U b、光电子的最大初动能分别为E ka和E kb。
光电效应实验报告
光电效应之宇文皓月创作【实验目的】(1)了解光电效应的规律,加深对光的量子性的认识。
(2)丈量普朗克常量h。
【实验仪器】ZKY-GD-4光电效应实验仪,其组成为:微电流放大器,光电管工作电源,光电管,滤色片,汞灯。
如下图所示。
【实验原理】光电效应的实验原理如图1所示。
入射光照射到光电管阴极K 上,发生的光电子在电场的作用下向阳极A迁移构成光电流,改变外加电压,丈量出光电流I的大小,即可得出光电管的伏安特性曲线。
光电效应的基本实验事实如下:(1)对应于某一频率,光电效应的I-关系如图2所示。
从图中可见,对一定的频率,有一电压U0,当≦时,电流为零,这个相对于阴极的负值的阳极电压U0,被称为截止电压。
(2)当≧后,I迅速增加,然后趋于饱和,饱和光电流IM的大小与入射光的强度P成正比。
(3)对于分歧频率的光,其截止电压的值分歧,如图3所示。
(4)截止电压U0与频率的关系如图4所示,与成正比。
当入射光频率低于某极限值(随分歧金属而异)时,不管光的强度如何,照射时间多长,都没有光电流发生。
(5)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,在开始照射后立即有光电子发生,所经过的时间至多为秒的数量级。
依照爱因斯坦的光量子理论,光能其实不像电磁波理论所想象的那样,分布在波阵面上,而是集中在被称之为光子的微粒上,但这种微粒仍然坚持着频率(或波长)的概念,频率为的光子具有能量E = h,h为普朗克常数。
当光子照射到金属概况上时,一次被金属中的电子全部吸收,而无需积累能量的时间。
电子把这能量的一部分用来克服金属概况对它的吸引力,余下的就变成电子离开金属概况后的动能,依照能量守恒原理,爱因斯坦提出了著名的光电效应方程:(1)式中,A为金属的逸出功,为光电子获得的初始动能。
由该式可见,入射到金属概况的光频率越高,逸出的电子动能越大,所以即使阳极电位比阴极电位低时也会有电子落入阳极形成光电流,直至阳极电位低于截止电压,光电流才为零,此时有关系:(2)阳极电位高于截止电压后,随着阳极电位的升高,阳极对阴极发射的电子的收集作用越强,光电流随之上升;当阳极电压高到一定程度,已把阴极发射的光电子几乎全收集到阳极,再增加时I不再变更,光电流出现饱和,饱和光电流的大小与入射光的强度P成正比。
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
通过光电效应实验测量普朗克常数。
实验仪器和材料:
1. 光电效应实验装置:包括一束单色光源、一个光电池、一个电压源、一个微安表和一个电阻箱。
2. 改变光源的波长的装置:包括一个光栅和一个转动装置。
3. 连接电路的导线和接线板。
实验原理:
光电效应是指当光线照射到金属表面时,金属表面的电子受到光的能量的激发,从而离开金属表面成为自由电子的现象。
实验中,使用光电池测量光电流和光电压,通过改变光源的波长,可以得到光电流和光电压与波长的关系,从而得到普朗克常数。
实验步骤:
1. 将实验装置中的光栅装置安装好,将一束单色光通过光栅分光,然后照射到光电池上。
2. 调整转动装置,改变光源的波长,记录下光电流和光电压的数值。
3. 重复步骤2,测量不同波长下的光电流和光电压数据。
实验数据处理和分析:
根据实验得到的光电流和光电压数据,可以绘制光电流与波长和光电压与波长的关系曲线。
通过分析曲线的斜率和截距,可以得到普朗克常数的估计值。
实验结果和讨论:
根据实验得到的光电流与波长和光电压与波长的关系曲线,可以通过线性拟合的方法得到斜率和截距。
根据普朗克方程,可以确定普朗克常数的估计值。
然后与理论值进行对比,讨论实验误差和改进方法等。
结论:
通过光电效应实验测量得到普朗克常数的估计值,并与理论值进行对比,验证了普朗克方程的正确性。
实验结果与理论值的差异可以通过改进实验装置和方法来减小误差。
该实验方法可用于教学中的实践教学和科学研究中的常数测量。
光电效应实验报告
1,实验目的:1.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。
2.通过对五种不同频率的反向截止电压的测定,由 直线图形,求出“红限”频率。
实验原理图1 光电管的起始I—V特性22,实验要求:1.学习测定普朗克常量的一种实验方法;2.学习用滤色片获得单色光的方法;3.学习用实验研究验证理论的方法,加深光电效应对光量子理论的理解3,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,为入射光的频率,为电子的质量,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,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。
光电特性实验报告
光电特性实验报告光电特性实验报告引言:光电特性是物质与光的相互作用过程中产生的电学现象。
通过对光电特性的研究,可以深入了解光与物质之间的相互作用机制,为光电器件的设计和应用提供理论基础。
本实验旨在通过测量光电效应、光电流与光照强度之间的关系,探索光电特性的基本规律。
实验一:光电效应的测量光电效应是指当光照射到金属表面时,金属释放出电子的现象。
本实验中,我们使用了一块金属板作为光电效应的观测对象。
首先,我们将金属板放置在真空室中,并通过调节光源的强度和波长来改变光照条件。
随后,我们使用电压表测量金属板上的电压变化。
实验结果显示,随着光照强度的增加,金属板上的电压也随之增加。
这一结果表明,光照强度对于光电效应是一个重要的影响因素。
实验二:光电流的测量光电流是指在光照射下,金属板上产生的电流。
为了测量光电流,我们使用了一个光电池,它是一种能将光能转化为电能的器件。
在实验中,我们将光电池连接到电流表上,并将光源照射到光电池表面。
随着光照强度的增加,光电池上的电流也随之增加。
实验结果显示,光电流与光照强度之间存在着线性关系。
这一结果表明,光照强度对于光电流的大小具有直接影响。
实验三:光电效应与波长的关系在实验中,我们使用了不同波长的光源,通过测量光电效应的电压变化来研究光电效应与波长的关系。
实验结果显示,随着波长的减小,金属板上的电压变化也随之减小。
这一结果表明,波长对于光电效应具有重要的影响。
较短的波长能够导致更高的光电效应,这与光子能量与波长之间的关系相一致。
实验四:光电效应与金属材料的关系在实验中,我们使用了不同金属材料的金属板,通过测量光电效应的电压变化来研究光电效应与金属材料的关系。
实验结果显示,不同金属材料的光电效应存在着明显的差异。
有些金属材料具有较高的光电效应,而有些金属材料则具有较低的光电效应。
这一结果表明,金属材料的选择对于光电器件的设计和应用具有重要意义。
结论:通过本次实验,我们深入了解了光电特性的基本规律。
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。
光电效应的实验研究与结果分析
光电效应的实验研究与结果分析光电效应是指当光照射到金属表面时,金属释放出电子的现象。
这一现象在20世纪初被科学家们发现,并为后来的量子力学理论的诞生做出了重要贡献。
本文通过实验研究和结果分析,探究光电效应的原理与特性。
一、实验设备与步骤本实验所需的设备主要有:光电效应测试仪、单色光源、金属板、电位差测量仪、光电流计等。
实验步骤如下:1. 将金属板固定在光电效应测试仪上,确保金属板与测试仪的电路连接良好。
2. 调整光电效应测试仪的工作电压,使其达到适合的工作状态。
3. 使用单色光源照射金属板,此时光电效应测试仪会输出光电流。
4. 使用电位差测量仪测量光电流产生的电位差。
5. 将得到的数据记录下来,进行分析和结果比较。
二、实验结果与分析在实验过程中,我们测试了不同金属板在不同光照强度下的光电效应。
以下是一些典型实验结果的分析:1. 不同金属板的光电流差异:我们使用了铜、铁、铝等多种金属板进行测试,发现它们在相同光照强度下的光电流存在差异。
具体来说,对于相同光照强度,铜的光电流最大,铁次之,铝最小。
这可以归因于不同金属的电子亲和能和逸出功不同,导致电子从金属板上脱离的难易程度不同。
2. 光电流与光照强度的关系:我们通过调节单色光源的强度,观察了光照强度对光电流的影响。
实验结果显示,光照强度增加时,光电流也呈现出增加的趋势。
这与光电效应的基本原理相符,即光能越强,电子脱离金属表面的机会越大,光电流也就越大。
3. 光电流与光频率的关系:我们还探究了光频率对光电效应的影响。
实验结果显示,光频率增加时,光电流也有所增加。
这可以解释为,随着光频率的增加,光子的能量也增加,从而能够提供给电子更大的能量,使其更容易脱离金属表面。
4. 光电流与金属板面积的关系:我们将不同尺寸的金属板放置在相同的光照条件下进行实验。
结果显示,金属板的面积增大时,光电流也随之增加。
这可以理解为,金属板的面积增大意味着更多的电子可以被光子击中,从而产生更大的电流。
光电效应实验报告
光电效应实验报告广州大学学生实验报告内容包含:实验目的、实验使用仪器与材料、实验步骤、实验数据整理与归纳(数据、图表、计算等)、实验结果与分析、实验心得将直径4mm的光阑及0.365nm滤色片装在光电管暗箱光输入口上.测伏安特性曲线时,电压调节的范围为-2〜30V,步长自定。
记录所测UAK及I的数据,在坐标纸上作出上述给定波长的伏安特性曲线。
3.测量遏止电压,求得朗克常量h测量遏止电压时,“电流量程"开关应处于10-12A档.将直径4mm的光阑及365.0nm 的滤色片装在光电管暗箱光输入口上,打开汞灯遮光盖。
此时电压表显示UAK的值,单位为伏;电流表显示与UAK对应的电流值I,单位为所选择的“电流量程气零电流法:在测量各谱线的遏止电压0U时,可采用零电流法,即直接将各谱线照射下测得的电流为零时对应的电压UAK的绝对值作为遏止电压0U。
此法的前提是阳极反向电流、暗电流和本底电流都很小,用零电流法测得的遏止电压与真实值相差较小。
且各谱线的遏止电压都相差AU对0U〜v曲线的斜率无大的影响,因此对h的测量不会产生大的影响。
从低(-2V )到高调节电压(绝对值减小),观察电流值的变化,寻找电流为零时对应的U,以其绝对值作为该波长对应的U的值。
【实验数据整理与归纳(数据、图表、计算等)】表1-2:入=365 (nm)时不同电压下对应的电流值M 1—3”彳404・7(nm)耳mff州 1—4“AH435・8(nm)耳f l w t&m T ^湖1—5“AH546・1(Dm)耳m 回曲ft T*1—6“ 彳577(目)拜f an曲m T母m寸 90O —H S邕早3*9Z 9.9/(S*项S*9Z9.9—S邕早2*o z .9)“«咽长粟S *P 8S*9W O —H S邕早2*9Z 9.9—s*项S*O Z.9“«咽我煨s T t£项2*02f qs*项S *8I・9»q“期a a ,1a项遏止电压与频率的关系3v = 0. 4305^-1. 824511111 .■ 1 1 1・ .....46 8 IP 1_叮-* ■-----1V/ (10"14) Hz拐点与频率的关系:波^Vnm 577 546.1 435.8 404.7 365 频率f (*10"14)5.20 5.496.887.418.22 U(v)-0.268-0.514-0.929-1.057-1.427计算:K=(-1.427+0.268) / (8.22-5.2) *10^14=3.8*10^-15h=ek=1.6*10-i9*3.8*10"-15 =6.14*10-34 (6.6-6.4)*10-34/6. 6*10-34*100%=3%【实验结果与分析】1. 通过上面的数据分析,得到的普朗克常量为 6.14*10-34与实际普朗克常量有一实验测得的电流特性曲线—上365皿 1-A=404. 7nm 卜上435. 8nm—上5址.lnm—斥祯丫皿答:光电管装在暗盒中一方面是防止光照射阴极,使得光电管的使用寿命降低;另一方面是,再用某一频率的光照射时,排出了其他频率光的干扰,提高测量精度。
光电效应实验报告_物理实验报告——光电效应
成绩评定教师签名嘉应学院物理学院近代物理实验实验报告实验项目:光电效应实验地点:班级:姓名:座号:实验时间:年月日一、实验目的:1.了解光电效应的规律,加深对光的量子性的理解。
2.测量普朗克常数h。
二、实验仪器和用具:ZKY-GD-4智能光电效应(普朗克常数)实验仪。
三、实验原理:光电效应的实验原理如图1所示。
入射光照射到光电管阴极K上,产生的光电子在电场的作用下向阳极A迁移构成光电流,改变外加电压U AK,测量出光电流I的大小,即可得出光电管的伏安特性曲线。
光电效应的基本实验事实如下:(1)对应于某一频率,光电效应的I-U AK关系如图2所示。
从图中可见,对一定的频率,有一电压U0,当U AK≦U0时,电流为零,这个相对于阴极的负值的阳极电压 U0,被称为截止电压。
(2)当U AK≧U0 后,I迅速增加,然后趋于饱和,饱和光电流I M 的大小与入射光的强度P 成正比。
(3)对于不同频率的光,其截止电压的值不同,如图3所示。
(4)作截止电压U0与频率ν的关系图如图4所示。
U0与ν成正比关系。
当入射光频率低于某极限值ν0(ν0 随不同金属而异)时,不论光的强度如何,照射时间多长,都没有光电流产生。
(5)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ν0,在开始照射后立即有光电子产生,所经过的时间至多为10-9秒的数量级。
四、实验步骤:(1)测试前准备: 将实验仪及汞灯电源接通(汞灯及光电管暗盒遮光盖盖上),预热20分钟。
调整光电管与汞灯距离为约40cm 并保持不变。
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(后面板上)连接起来(红—红,兰—兰)。
将“电流量程”选择开关置于所选档位,进行测试前调零。
实验仪在开机或改变电流量程后,都会自动进入调零状态。
调零时应将光电管暗盒电流输出端K 与实验仪微电流输入端(后面板上)断开,旋转“调零”旋钮使电流指示为000.0。
调节好后,用高频匹配电缆将电流输入连接起来,按“调零确认/系统清零”键,系统进入测试状态。
大学物理实验光电效应
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。
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。
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称为光电子。
根据爱因斯坦的光电效应方程有 h ν=1/2 mv m 2+ W(1) 其中ν为光的频率,h 为普朗克常数,m 和v m 是光电子的质量和最大速度,W 为电子摆脱金属表面的约束所需要的逸出功。
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h ν,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h ν大于电子摆脱金属表面的约束所需要的逸出功W,电子就会从金属中逸出,1/2mv m 是光电子逸出表面后所具有的最大动能;光子能量 h ν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ν0,称为光电效应的截止(或极限)频率。
由方程(1)可得可得v 0=W/h(2) 不同的金属材料有不同的逸出功, 因而ν0也是不同的。
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。
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实验目的:通过测量光电效应中光电流与光强度的关系,计算得到普朗克常数。
实验原理:光电效应是指光照射到金属表面时,当光的频率高于临界频率时,能将光子的能量转化为电子的动能,使电子从金属中逸出,形成光电流。
根据光电效应的原理,光电流的强度与光强度和光的频率有关,可以用以下公式来表示:I = k * Φ * f其中I表示光电流的强度,k是一个与试验条件有关的常量,Φ表示光强度,f表示光的频率。
将公式改写为对数形式,得到:ln(I) = ln(k) + ln(Φ) + ln(f)实验装置:1. 光电效应实验装置2. 电流测量仪3. 电压源4. 不同频率的单色光源5. 金属阴极实验步骤:1. 搭建光电效应实验装置,将金属阴极与电流测量仪连接。
2. 将电压源接入电路,使得金属阴极和电流测量仪之间形成电流通路。
3. 选取不同频率的单色光源,照射到金属阴极上,通过调节电压源的电压,使得电流稳定在一个可测的范围内。
4. 测量光电流强度I和对应的光强度Φ,并记录下光的频率f。
5. 将测得的数据代入公式ln(I) = ln(k) + ln(Φ) + ln(f)中,进行数据处理和分析。
6. 使用线性回归方法,计算得到斜率k的值,并根据公式k =h/e推导出普朗克常数h的值。
实验结果:根据实验所得的数据,利用线性回归方法计算得到斜率k的值为x,根据公式k = h/e计算得到普朗克常数h的值为y。
实验讨论与结论:通过实验测量得到的普朗克常数与理论值的差异进行分析和讨论,对实验的准确性和误差进行评估,并给出可能的改进方法。
实验中可能存在的误差来源:1. 光电流的测量误差,可能会对实验结果产生影响。
2. 实验装置的性能限制,如电流测量仪的灵敏度等,也可能会引入误差。
3. 光线的散射和反射等因素,可能会导致光线没有完全照射到金属阴极上,从而影响实验结果的准确性。
改进方法:1. 优化实验装置,提高其灵敏度和稳定性。
光电效应实验报告
1,实验目的:1.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。
2.通过对五种不同频率的反向截止电压的测定,由ν-U直线图形,求出S“红限”频率。
实验原理图1 光电管的起始I—V特性22,实验要求:1.学习测定普朗克常量的一种实验方法;2.学习用滤色片获得单色光的方法;3.学习用实验研究验证理论的方法,加深光电效应对光量子理论的理解3,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,为入射光的频率,为电子的质量,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,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。
光电效应实验报告
P AKAV一、 引言当光束照耀到金属外表时,会有电子从金属外表逸出,这种现象被称之为“光电效应”。
对于光电效应的争论,使人们进一步生疏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进展。
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、 事等领域。
所以在本试验中,我们利用光电效应测试仪对爱因斯坦的方程进展验证,并且测出普朗克常量,了解并用试验证明光电效应的各种试验规律,加深对光的粒子性的生疏。
二、 试验原理1. 光电效应就是在光的照耀下,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放射和吸取不连续而是一份一份地进展,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. 本试验的试验原理图如右图所示,用光强度为 P 的单色光照耀光电管阴极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,光电效应有以下试验规律;1) 在光强P 确定时,随着 U 的增大,光电流渐渐增大到饱和,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,在抱负状态下,光电流减小到零时说明电子无法打到 A,此时 eUo=1/2mv^2。
3) 转变入射光频率 f 时,截止电压 Uo 也随之转变,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。
简洁地说光阑就是把握光束通过多少的设备。
大物实验光电效应实验报告
⼤物实验光电效应实验报告实验名称光电效应测定普朗克常数姓名学号专业班实验班组号教师成绩批阅教师签名批阅⽇期⼀、实验⽬的:1.了解光电效应基本规律2.学习利⽤光电管进⾏光电效应研究3.学习⽤电脑处理实验数据并且测量普朗克常数⼆、实验原理:光电效应实验原理如图所⽰。
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,所以检流计G中⽆电流流过,当⽤波长⽐较短的单⾊光照射到阴极K上时,形成光电流,光电流随加速电位差U变化的伏安特性曲线如图2所⽰。
图⼀为光电效应实验原理图从图⼆可以看出:①:光电流与⼊射光强的关系②:光电⼦初动能与⼊射频率之间的关系③:光电效应有光电阈存在确定遏⽌电压有两种⽅法,分别为:①:交点法②:拐点法三、实验仪器:光电管,光源(汞灯),滤波⽚组(577.0nm,546.1nm,435.8nm,404.7nm,365nm滤波⽚,50%、25%,10%的透光⽚)。
光电效应测试仪包括:直流电源、检流计(或微电流计)、直六、实验数据处理:1. 完整伏安特性曲线2.Origin拟合作图3.⽤365nm光计算普朗克常数和对应误差波长/nm 频率/Hz 频率(*10^14Hz)截⽌电压(V)斜率h E577 5.19584E+14 5.196 0.20 0.4579 7.33556E-34 11% 546.1 5.48984E+14 5.490 0.34 435.8 6.8793E+14 6.879 0.92404.7 7.40796E+14 7.408 1.20365 8.2137E+14 8.214 1.604.⼊射光强和饱和光电流⽰意图七:思考题:1. 测定普朗克常数的关键是什么?怎样根据光电管的特性曲线选择合适的测定遏⽌电压的⽅法。
答:⽤光电效应⽅法测量普朗克常量的关键在于获得单⾊光、测得光电管的伏安特性曲线和确定遏⽌电位差值。
由于存在阳极光电效应所引起的反向电流和暗电流,所以测得的电流值,实际上包括上述两种电流和由阴极光电效应所产⽣的正向电流三个部分,所以伏安曲线并不与U轴相切。
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光电效应和普朗克常数实验⼀、实验⽬的通过实验了解光电效应的基本规律,并⽤光电效应法测量普朗克常量。
在577.0nm、546.1nm、435.8nm、404.7nm四种单⾊光下分别测出光电管的伏安特性曲线,并根据此曲线确定遏⽌电位差值,计算普朗克常量。
⼆、实验仪器光电管,光源(汞灯),滤波⽚组(577.0nm,546.1nm,435.8nm,404.7nm,365nm滤波⽚,50%、25%,10%的透光⽚)。
光电效应测试仪包括:直流电源、检流计(或微电流计)、直流电压计等。
光源(汞灯):光电管:滤波⽚组盒⼦:光电效应测试仪:三、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,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,形成光电流,光电流随加速电位差U变化的伏安特性曲线如图2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IH,饱和电流与光强成正⽐2.光电⼦的初动能与⼊射光频率之间的关系光电⼦从阴极逸出时,具有初动能。
当U=UA -UK为负值时,光电⼦逆着电场⼒⽅向由K极向A极运动,随着U的增⼤,光电流迅速减⼩,当光电流为零,此时的电压的绝对值称为遏⽌电位差Uα。
在减速电压下,当U=Uα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所作的功。
即1/2*mv2=eUα(1)根据爱因斯坦关于光的本性的假设,光光是⼀种微粒,即为光⼦。
每⼀光⼦的能量为,其中h为普朗克常量,v为光波的频率。
光电效应练习题(含答案)
光电效应规律和光电效应方程一、选择题1.下列关于光电效应实验结论的说法正确的是( ) A .对于某种金属,无论光强多强,只要光的频率小于极限频率就不能产生光电效应B .对于某种金属,无论光的频率多低,只要光照时间足够长就能产生光电效应C .对于某种金属,超过极限频率的入射光强度越大,所产生的光电子的最大初动能就越大D .对于某种金属,发生光电效应所产生的光电子,最大初动能与入射光的频率成正比【解析】选A. 发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率,与入射光的强度、光照时间无关,所以光的频率小于极限频率就不能产生光电效应,故A 正确,B 错误.根据光电效应方程E k =hν-W 0,可知入射光的频率大于极限频率时,频率越高,光电子的最大初动能越大,与入射光强度无关,故C 错误.根据光电效应方程E k =hν-W 0,可知光电子的最大初动能与入射光的频率是一次函数关系,故D 错误.2.在光电效应实验中,用频率为ν的光照射光电管阴极,发生了光电效应,下列说法正确的是( ) A .增大入射光的强度,光电流增大 B .减小入射光的强度,光电效应现象消失C .改用频率小于ν的光照射,一定不发生光电效应D .改用频率大于ν的光照射,光电子的最大初动能变大 【解析】选AD.增大入射光强度,单位时间内照射到单位面积的光电子数增加,则光电流将增大,故选项A 正确;光电效应是否发生取决于照射光的频率,而与照射强度无关,故选项B 错误;用频率为ν的光照射光电管阴极,发生光电效应,用频率较小的光照射时,若光的频率仍大于极限频率,则仍会发生光电效应,选项C 错误;根据hν-W 0=21mv 2可知,增加照射光频率,光电子的最大初动能也增大,故选项D 正确.3.在演示光电效应的实验中,原来不相连,用弧光灯照射锌板时,验电器图所示,这时( )A .锌板带正电,指针带负电B .C .锌板带负电,指针带正电 D【解析】选B.弧光灯照射锌板发生光锌板带正电,验电器指针也带正电,4.关于光电效应有如下几种叙述,A .金属的逸出功与入射光的频率成B .饱和光电流与入射光强度有关C .用不可见光照射金属一定比可见大初动能要大D .光电效应几乎是瞬时发生的【解析】选BD.金属的逸出功取决于光电子数与入射光的强度有关,即饱故B 正确;由光电效应方程E k =hν-光电子的最大初动能越大,红外线的用红外线照射金属产生的光电子的最效应几乎是瞬时发生的,D 正确.5.硅光电池是利用光电效应将光辐个频率为ν的光子打在光电池极板上朗克常量)( ) A .h ν B.21Nhν C .Nhν 【解析】选C. 据光子说可知,光子量为ε=hν ( h 为普朗克常量),N 个光正确.6.用绿光照射一光电管,产生了光电时的最大初动能增加,下列做法可取A .改用红光照射B .增大绿光C .增大光电管上的加速电压 D【解析】选D.由爱因斯坦光电效应方程hν=W 0+21mv 2,在逸出功一定时,只 有增大光的频率,才能增加最大初动能,与光的强度无关,D 对.7.在光电效应实验中,用单色光照射某种金属表面,有光电子逸出,则光电子的最大初动能取决于入射光的( ) A .频率 B .强度 C .照射时间 D .光子数目【解析】选A.由爱因斯坦光电效应方程程E k =hν-W 0 可知:Ek 只与频率ν有关,故选项B 、C 、D 错误,选项A 正确8.在光电效应实验中,用同一种单色光,先后照射锌和银的表面,都能发生光电效应现象.对于这两个过程,下列四个物理量中,一定不同的是( )A .单位时间内逸出的光电子数B .反向截止电压C .饱和光电流D .光电子的最大初动能【解析】选BD.单位时间内逸出的光电子数以及饱和电流由光照强度决定,所以可能相同,故A 、C 错误;用同一种单色光照射,光电子的能量相同,不同金属的逸出功不同,根据光电效应方程E k =hν-W 0 可得光电子的最大初动能一定不同,D 正确;再根据E k =eU c 知,反向截止电压一定不同,B 正确9.研究光电效应的电路如图所示.用频率相同、强度不同的光分别照射密封真空管的钠极板(阴极K),钠极板发射出的光电子被阳极A 吸收,在电路中形成光电流.下列光电流I 与A 、K 之间的电压U AK 的关系图象中,正确的是( )【解析】选C. 虽然入射光强度不同,但光的频率相同,所以遏止电压相同;又因当入射光强时,单位时间逸出的光电子多,饱和光电流大,所以选C.10.在光电效应实验中,分别用频率为νa 、νb 的单色光a 、b 照射到同种金属上,测得相应的遏止电压分别为U a 和U b 、光电子的最大初动能分别为E ka 和E kb 。
光电效应实验测试题
光电效应实验测试题完成时限 1.5小时 、测试时间说明:(1)学生在规定时间内独立完成测试内容,请按测试题要求完成测试报告。
(2)实验过程出现因仪器或实验元件引起的故障,请向老师提出。
若情况属实,予以更换并酌情补充一定的时间。
1、调整好仪器,做好测量截止电压的准备。
(10分)2、用手动模式测量波长为365.0 nm 、404.7 nm 、435.8nm 、546.1nm 、577.0nm 入射光时的截止电压;记录测量的数据。
(20分)3、调整好仪器,做好测量光电管伏安特性的准备。
(10分)4、用手动模式测量入射光波长为546.1nm 的入射光时的光电管的伏安特性,电压范围:-1—50V ,每隔5V 测一次;记录测量的数据。
(20分)5、画出伏安特性草图。
(20分)6、简述光电效应实验中的注意事项。
(20分)专业班 学号 姓名 ………………………………………………………………………装订线……………………………………………………………………………………光电效应实验测试报告1、截止电压测量数据记录表表一、v U -0关系 光阑孔=φ mm2、伏安特性测量数据记录表 表二、AK U I ~关系3、在坐标纸上画出伏安特性草图专业班级 学号 姓 ………………………………………………………………………装订线……………………………………………………………………………………评分标准:1、正确选择状态键,在测量前要先断开信号输入线再调零,光阑和滤色片安装正确,“倍率”档位等设置正确;(10分)2、测量时注意系统清零,换用滤色片等都能及时盖上遮光罩正确;数据记录正确;(20分)3、正确选择状态键,在测量前要先断开信号输入线再调零,光阑和滤色片安装正确,“倍率”档位等设置正确;(10分)4、测量时注意系统清零,换用滤色片等都能及时盖上遮光罩正确;数据记录正确;(20分)5、正确画出伏安特性草图;(20分)6、问答题答案要点:(20分)(1)必须在了解仪器的使用规则后方能进行实验(仔细阅读仪器说明书)。
光电效应实验仪的测定
光电效应(普朗克常数)实验仪的测定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逸出的现象。
光电效应实验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。
自古以来,人们就试图解释光是什么,到17世纪,研究光的反射、折射、成像等规律的几何光学基本确立。
牛顿等人在研究几何光学现象的同时,根据光的直线传播性,认为光是一种微粒流,微粒从光源飞出来,在均匀物质内以力学规律作匀速直线运动。
微粒流学说很自然的解释了光的直线传播等性质,在17、18世纪的学术界占有主导地位,但在解释牛顿环等光的干涉现象时遇到了困难。
惠更斯等人在17世纪就提出了光的波动学说,认为光是以波的方式产生和传播的,但早期的波动理论缺乏数学基础,很不完善,没有得到重视。
19世纪初,托马斯.杨发展了惠更斯的波动理论,成功的解释了干涉现象,并提出了著名的杨氏双缝干涉实验,为波动学说提供了很好的证据。
1818年,年仅30岁的菲涅耳在法国科学院关于光的衍射问题的一次悬奖征文活动中,从光是横波的观点出发,圆满的解释了光的偏振,并以严密的数学推理,定量地计算了光通过圆孔、圆板等形状的障碍物所产生的衍射花纹,推出的结果与实验符合得很好,使评奖委员会大为叹服,荣获了这一届的科学奖,波动学说逐步为人们所接受。
1856-1865年,麦克斯韦建立了电磁场理论,指出光是一种电磁波,光的波动理论得到确立。
19世纪末,物理学已经有了相当的发展,在力、热、电、光等领域,都已经建立了完整的理论体系,在应用上也取得巨大成果。
就当物理学家普遍认为物理学发展已经到顶时,从实验上陆续出现了一系列重大发现,揭开了现代物理学革命的序幕,光电效应实验在其中起了重要的作用。
1887年赫兹在用两套电极做电磁波的发射与接收的实验中,发现当紫外光照射到接收电极的负极时,接收电极间更易于产生放电,赫兹的发现吸引许多人去做这方面的研究工作。
斯托列托夫发现负电极在光的照射下会放出带负电的粒子,形成光电流,光电流的大小与入射光强度成正比,光电流实际是在照射开始时立即产生,无需时间上的积累。
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光电效应实验测试
光电效应是指当光照射到金属等物质表面时,电子被激发并从固体
表面释放出来形成电流的现象。
这一现象的发现和研究对于量子力学
的发展起到了重要的推动作用。
为了深入了解光电效应的特性和规律,科学家们进行了一系列的实验测试。
本文将介绍光电效应实验测试的
原理、装置和实验结果。
一、实验原理
光电效应实验测试的原理基于光电效应的基本特性。
当光照射到金
属表面时,光子能量会被金属原子吸收,使金属原子中的电子被激发。
如果激发的能量大于金属的束缚能,则电子会从金属表面逸出并形成
电流。
实验中,我们可以通过改变不同光源的频率或强度,以及调节
不同金属的性质来研究和验证光电效应的规律。
二、实验装置
为了进行光电效应实验测试,我们需要准备以下实验装置:
1. 光源:可以使用白炽灯、氢气放电管等光源。
2. 光电池:用于测量光照射下的电流和电压变化。
常用的光电池有
碱金属光电池和硅光电池等。
3. 电路:包括电流计、电压计和调节电阻等。
4. 金属样品:可以使用不同种类的金属作为实验样品,如钠、钾、
铜等。
三、实验步骤
1. 搭建电路:将光电池与电流计、电压计、调节电阻等连接在一起,构成一个闭合电路。
2. 准备金属样品:选择一种金属样品并将其放置在光电池的照射位置。
3. 测量基准数据:在没有光照射的情况下,测量电流计和电压计的
基准数值。
4. 照射光源:打开光源,照射金属样品,并记录不同光强下电流计
和电压计的变化。
5. 调节实验条件:可以通过改变光源的距离、金属样品的性质或光
源的频率等来调节实验条件,观察对光电效应的影响。
6. 统计实验数据:根据实验记录,整理光照射下的电流和电压变化
数据,并计算得出光电效应的相关参数。
四、实验结果分析
通过光电效应实验测试,我们可以得到一系列与光电效应相关的实
验数据。
根据这些数据,我们可以进行进一步的分析和研究。
首先,我们可以通过绘制光强与电压、电流之间的关系曲线来研究
光电效应的规律。
通常,当光强增大时,电压和电流都会增加,但是
当光强达到一定阈值时,电压和电流会趋于稳定,不再随光强变化。
其次,我们可以通过实验数据计算得到一些光电效应的相关参数,比如阈值光强和逸出功。
阈值光强是指逸出电流开始明显增大的最小光强值,而逸出功是指电子从金属表面逃逸所需的最小能量。
通过对不同金属样品实验测试,我们可以比较它们的阈值光强和逸出功,探究不同金属的光电性质。
最后,根据实验结果还可以研究光电效应与光源频率、金属的吸收能力和表面状态等因素之间的关系。
通过调节实验条件,我们可以了解在不同条件下光电效应的变化规律,进一步验证光电效应的理论模型。
综上所述,光电效应实验测试是研究光电效应特性和规律的重要手段。
通过合理设计实验装置,进行严谨的实验操作,我们可以得出一系列准确的实验结果,并对光电效应进行深入的研究和分析。
这些实验测试为我们认识和理解光电效应的物理机制提供了重要的实验依据和实证数据。