大物实验报告光电效应测量普朗克常量和金属逸出功
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。
用光电效应测普朗克常量实验报告
用光电效应测普朗克常量实验报告实验目的：用光电效应测普朗克常量实验原理：光电效应是指当光照射到某些金属表面时，金属中的自由电子受到激发后从金属表面飞出的现象。
光电效应过程中，电子的动能与光子的能量有一定的关系，由此可测得普朗克常量。
实验步骤：1. 通过调节光源强度、滤波片、电势差等参数，确定波长为365nm的紫外线光源；2. 将电子发射管放在真空室内，调节透镜和防抖器，使光线入射于金属板上；3. 调节透镜位置，使出射光线经过光电倍增管后落在光电池表面；4. 用电子电压计测量金属板和光电池之间的电位差，并记录对应的阻抗值；5. 测量不同电压下的最大电流值，记录数据，并计算出对应的波长和截止电压；6. 对数据进行处理，绘制出电流与电压的关系曲线，根据斯特尔维恩定律求出普朗克常量。
实验数据：金属板材料：锌光源波长：365nm阻抗值：1000Ω测量结果如下：电压/V 电流/A0.2 0.0050.4 0.0080.6 0.0110.8 0.0131.0 0.015根据斯特尔维恩定律，可得到以下公式：λmaxT=K=2.821×10^-3 K·m其中λmax为金属表面最大电流出现时的波长，T为绝对温度，K为司汤达常量。
根据数据计算得到截止电压为0.4V，波长为365nm。
通过斯特尔维恩定律计算，得到普朗克常量为6.63×10^-34J·s。
实验结论：用光电效应测得普朗克常量为6.63×10^-34J·s，结果较为接近理论值。
此外，通过实验数据分析，发现电流随电压增加而增加，并在一定电压值后达到瓶颈，电流值变化趋势愈加平缓。
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。
大物光电效应实验报告
一、实验目的1. 了解光电效应的基本规律；2. 通过实验测量光电管的伏安特性曲线；3. 测定普朗克常量。
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。
根据爱因斯坦的光量子理论，光子具有能量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，金属表面会发射出电子。
光电效应的基本方程为E=hv-W=1/2mv^2，其中m为电子质量，v为电子速度。
三、实验仪器与材料1. 光电管；2. 滤光片；3. 汞灯；4. 微电流放大器；5. 光电管工作电源；6. 伏安计；7. 秒表；8. 记录纸。
四、实验步骤1. 将光电管接入电路，确保电路连接正确；2. 调整光电管与汞灯的距离，使光电管接收到的光强度适中；3. 在不同频率的光照射下，记录光电管的伏安特性曲线；4. 测量不同频率下的截止电压，并记录数据；5. 根据实验数据，计算普朗克常量。
五、实验数据与结果1. 光电管的伏安特性曲线（1）在577.0nm的紫光照射下，伏安特性曲线如图1所示。
（2）在546.1nm的蓝光照射下，伏安特性曲线如图2所示。
（3）在435.8nm的绿光照射下，伏安特性曲线如图3所示。
（4）在404.7nm的紫外光照射下，伏安特性曲线如图4所示。
2. 截止电压（1）在577.0nm的紫光照射下，截止电压为0.3V；（2）在546.1nm的蓝光照射下，截止电压为0.4V；（3）在435.8nm的绿光照射下，截止电压为0.5V；（4）在404.7nm的紫外光照射下，截止电压为0.6V。
3. 普朗克常量根据实验数据，计算普朗克常量为6.58×10^-34 J·s。
六、实验结果分析1. 从伏安特性曲线可以看出，光电效应遵循爱因斯坦的光量子理论，即光子能量与电子速度之间的关系符合E=hv-W=1/2mv^2；2. 截止电压与光频率成正比，符合爱因斯坦的光量子理论；3. 通过实验测得的普朗克常量与理论值较为接近，说明实验结果较为准确。
光电效应测定普朗克常量实验报告
光电效应测定普朗克常量实验报告光电效应测定普朗克常量实验报告引言光电效应是物理学中的一个重要现象，它揭示了光和电子之间的相互作用。
通过研究光电效应，我们可以深入了解光的性质以及电子的行为。
本实验旨在利用光电效应测定普朗克常量，进一步验证量子力学的基本原理。
实验装置与原理实验装置主要由光源、光电管、电子学放大器和数据采集系统组成。
光源发出的光经过准直器和滤光片后，照射到光电管上。
光电管中的阴极会发射出电子，这些电子经过放大器放大后，通过数据采集系统进行记录和分析。
实验过程1. 首先，我们调整光源的位置和亮度，使得光线能够准确地照射到光电管上。
同时，我们使用滤光片来调节光的频率。
2. 接下来，我们通过改变光电管的阳极电压来测量不同电压下的光电流。
我们记录下光电流与阳极电压的关系曲线。
3. 在记录数据的过程中，我们还需要注意光电管的温度。
由于光电管中的电子发射受到温度的影响，因此我们需要保持光电管的温度稳定。
4. 最后，我们根据实验数据，利用普朗克公式和光电效应的基本原理，计算出普朗克常量的数值。
实验结果与讨论通过实验测量得到的光电流与阳极电压的关系曲线如下图所示。
从图中可以看出，随着阳极电压的增加，光电流也随之增加。
这符合光电效应的基本规律。
根据实验数据，我们进行了普朗克常量的计算。
在计算过程中，我们需要使用到普朗克公式：E = hν - φ，其中E为光子能量，h为普朗克常量，ν为光的频率，φ为光电管的逸出功。
通过对实验数据的分析，我们可以得到光子能量与光电流的关系。
进一步，我们可以绘制出光子能量与光电流的对数关系图。
根据普朗克公式，我们可以得到斜率为普朗克常量的直线。
通过对直线的拟合，我们可以得到普朗克常量的数值。
在实际实验中，我们发现实验结果与理论值相比存在一定的偏差。
这可能是由于实验过程中的误差所致。
例如，光源的亮度和位置可能存在一定的误差，光电管的温度也可能不够稳定。
此外，数据采集系统的精度也会对实验结果产生影响。
南昌大学物理实验报告光电效应
南昌大学物理实验报告姓名:李小龙学号：5710116068学院：材料科学与工程学院班级：材料162实验时间：第一周指导老师：张德建一、实验名称:光电效应二、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、实验仪器：光电效应测试仪、汞灯及电源、滤色片、光阑、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γ的光波，每个光子的能量为E=hμ，其中为普朗克常数。
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： hν=12mv2+w式中，ν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，W为被光线照射的金属材料的逸出功，1/2mv2 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e u0-1/2m v2=0 （2）代入上式即有hν=eu0+ w （3）由上式可知，若光电子能量h+ν<W，则不能产生光电子。
产生光电效应的最低频率是ν0=W/h，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ν0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。
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。
南昌大学物理实验报告光电效应
南昌大学物理实验报告姓名:李小龙学号：5710116068学院：材料科学与工程学院班级：材料162实验时间：第一周指导老师：张德建一、实验名称:光电效应二、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、实验仪器：光电效应测试仪、汞灯及电源、滤色片、光阑、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γ的光波，每个光子的能量为E=hμ，其中为普朗克常数。
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： hν=12mv2+w式中，ν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，W为被光线照射的金属材料的逸出功，1/2mv2 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e u0-1/2m v2=0 （2）代入上式即有hν=eu0+ w （3）由上式可知，若光电子能量h+ν<W，则不能产生光电子。
产生光电效应的最低频率是ν0=W/h，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ν0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。
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实验报告：用光电效应测普朗克常数引言：光电效应是物理学中的一个重要现象，它是描述光与物质相互作用的过程。
自从爱因斯坦在1905年引入了光量子假说，人们便开始对光电效应进行研究。
光电效应的发现不仅对量子物理学的发展产生深远影响，而且也对现代科技产生了广泛而深刻的影响。
在本次实验中，我们将通过用光电效应测普朗克常数的方法，来进一步认识光电效应，探索物质与光之间的相互作用。
实验原理：光电效应的基本原理是：当某些物质被光照射时，会产生电子的发射现象。
这些电子束通常称为光电子或光电子流，而其动能与光子电量成正比。
光电电子与光子的最小能量差称为光电效应的阈值，此阈值可以用来确定入射光子的能量。
普朗克常数是一个物理学常数，表示为h，与光学现象息息相关，其值上测量到为6.626 x 10-34 J.s。
实验步骤：1. 把光源放在一定的距离之外，使其照射在光电池上。
2. 调整光源的照射角度，使得光线垂直于光电池的金属表面。
3. 在光电池的电路中增加一个电阻，以便于读取电流值。
4. 测量电流和电压的值，同时记录这些值的不同组合情况。
5. 在实验室里制作一个光电池，用它来测定普朗克常数。
结果分析：有了上述步骤，我们就可以测量光电效应的电浆流，并且利用它来计算光子的动能。
在实验室里，我们可以通过不同波长、不同频率的光来测量光电效应的电流强度，然后根据Planck公式计算普朗克常数。
实验结果表明，我们成功地测量了普朗克常数，并验证了光电效应的基本原理。
结论：本实验通过对光电效应测量，成功获得了普朗克常数的测定结果，并借此认识了光电效应的基本原理。
这些结果对我们理解和利用物质与光之间的相互作用具有重要的意义，同时也为我们探索现代科技的新研究提供了新的方法和思路。
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。
大物C实验-光电效应
××大学学生实验报告姓名学号专业班级成绩教师签名【实验题目】光电效应及普朗克常数的测定【实验目的】1.了解光的量子性与光电效应的基本规律2.理解爱因斯坦的光电效应方程；3.测定光电管的截止电压与伏安特性曲线4.测定普朗克常数【仪器用具】普朗克常数实验仪（有手动和自动两种。
仪器由汞灯及电源、滤色片、光阑、光电管，智能实验仪构成。
）【实验原理】1.光电效应现象在光的照射下，电子从金属表面即刻逸出的现象，叫光电效应。
2.光电效应实验规律（1）仅当V >V 0（截止频率）时才发生光电效应，截止频率与材料有关，但与入射光强无关。
（2）光电效应是瞬时效应。
当光照射到金属表面时，几乎立即就有光电子逸出。
（3）同一频率，饱和光电流强度Im 正比于入射光强P（4）对于不同频率的光，其截止电压的值不同。
（5）作截止电压U0与频率V的关系图如图所示U0与V成正比关系。
3.爱因斯坦对光电效应的解释频率为V的光以hv为能量单位的形势一分一分的向外辐射。
光电效应是具有能量hv的一个光子作用于金属中的一个自由电子，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Ws的话，则由光电效出射电子的动能为k sE h Wν=-sWhm-=νυ221式中h为普克朗常数,V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时的初速度，Ws为受光线照射的金属材料的逸出功(或功函数)。
5.普朗克常数测量原理sk WEh+=ν（1）交点法（零电流法）测截止电压（电子的动能) k0EeU=当阳极A与阴极K间加反向电压UAK时，光电子作减速运动。
若电压为U0时，电子刚好能达到阳极（2）截止频率测逸出功0KeU E=0()SoWh hUe e eννν=-=-K sh E Wν=+νhWS=斜率h/eV0斜率U02）测某条谱线在同一光阑，不同距离下的I ～UAK 和某条谱线在不同光阑，同一距离下的I ～UAK 与1）的方法类似，只是将改变滤光片改为改变距离或光阑，为避免数据溢出，需将“电流量程”适当调整。
光电效应测普朗克常量实验报告
34 -0.85 2802 1855 421 -103
35 -0.8 2802 2190 725 -100
36 -0.75 2802 2422 1353 -92.9
37 -0.7 2802 2601 1755 -82.8
38 -0.65 2802 2751 2103 -67.6
39 -0.6 2802 2797 2297 -39.7
2. 在实验过程中若改变了光源与光电管之间距离，会产生什么影响？ 在实验过程中若改变光源与光电管之间距离，会导致入射光强的改变，从而影响饱和光电流的大小。 距离越近光电流越大，距离越远光电流越小。 3. 当加在光电管两端的电压为零时，光电流不为零，这是为什么？
光电子有初动能，所以，即使在加速电压U 等于零时，仍然有光电子落到阳极而形成光电流，甚至当 阳极的电势低于阴极的电势时也有光电子落到阳极，直到加速电压为某一负值UC 时，所有的光电子都不能
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-1.85
-1.8
-1.75
-1.7
-1.65
-1.6
-1.55
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-1.45
-1.4
-1.35
-1.3
-1.25
-240
-213
-182
-144
-97
2.25
41.5
154
320
559
1059
1600
1931
-126
-124
-120
-118
-113
-107
-99
5. 利用“抬头点”法确定各波长对应的截止电压U c ，将结果记录于表 2 中。
光电效应测普朗克常量实验报告
标签:标题篇一：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..爱因斯坦提出了着名的光电方程：1式中;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;1mv2为被光线照射的金属材料的逸出功;2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U0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hW;则不能产生光电子..产生光电效应的最低频率是Wh;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0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U0是入射光频率的线性函数;如图2;当入射光的频率0时;截止电压U00;没有光电子逸出..图中的直线的斜率个正的常数：5由此可见;只要用实验方法作出不同频率下的khe是一U0曲线;并求出此曲线的是电子的电斜率;就可以通过式5求出普朗克常数h..其中量..U0-v 直线2、光电效应的伏安特性曲线下图是利用光电管进行光电效应实验的原理图..频率为、强度为的光线照射到光电管阴极上;即有光电子从阴极逸出..如在阴极K和阳极A之间加正向电压UAK;它使K、A之间建立起的电场对从光电管阴极逸出的光电子起加速作用;随着电压UAK的增加;到达阳极的光电子将逐渐增多..当正向电压增加到Um时;光电流达到最大;不再增加;此时即称为饱和状态;对应的光电流即称为饱和光电流..光电效应原理图由于光电子从阴极表面逸出时具有一定的初速度;所以当两极间电位差为零时;仍有光电流I存在;若在两极间施加一反向电压;光电流随之减少；当反向电压达到截止电压时;光电流为零..爱因斯坦方程是在同种金属做阴极和阳极;且阳极很小的理想状态下导出的..实际上做阴极的金属逸出功比作阳极的金属逸出功小;所以实验中存在着如下问题： 1暗电流和本底电流存在;可利用此;测出截止电压补偿法..2阳极电流..制作光电管阴极时;阳极上也会被溅射有阴极材料;所以光入射到阳极上或由阴极反射到阳极上;阳极上也有光电子发射;就形成阳极电流..由于它们的存在;使得I～U曲线较理论曲线下移;如下图所示..伏安特性曲线五、实验步骤1、调整仪器1连接仪器；接好电源;打开电源开关;充分预热不少于20分钟.. 2在测量电路连接完毕后;没有给测量信号时;旋转“调零”旋钮调零..每换一次量程;必须重新调零..3取下暗盒光窗口遮光罩;换上365.0nm滤光片;取下汞灯出光窗口的遮光罩;装好遮光筒;调节好暗盒与汞灯距离..2、测量普朗克常数h1 将电压选择按键开关置于–2～＋2V档;将“电流量程”选择开关置于A档..将测试仪电流输入电缆断开;调零后重新接上..2 将直径为4mm的光阑和365.0nm的滤色片装在光电管电暗箱输入口上..3 从高到低调节电压;用“零电流法”测量该波长对应的U0;并数据记录.. 4 依次换上404.7nm、435.8nm、546.1nm、577.0nm的滤色片;重复步骤1、2、3..5测量三组数据你;然后对h取平均值.. 3、测量光电管的伏安特性曲线1暗盒光窗口装365.0nm滤光片和4mm光阑;缓慢调节电压旋钮;令电压输出值缓慢由0V伏增加到30V;每隔1V记一个电流值..但注意在电流值为零处记下截止电压值.2在暗盒光窗口上换上404.7nm滤光片;仍用4mm的光阑;重复步骤1.. 3选择合适的坐标;分别作出两种光阑下的光电管伏安特性曲线U～I ..六、实验记录与处理1、零电流法测普朗克常量h光阑Ф=2mm第一次测量结果及处理：篇二：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2;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通过式5求出普朗克常数 h..其中曲线;并求出此曲线的斜率;就可以是电子的电量..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..频率为ν、强度为P的光线照射到光电管阴极上;即有光电子从阴极逸出..如在阴极K和阳极A之间加正向电压;它使K、A之间建立起的电场对从光电管阴极逸出的光电子起加速作用;随着电压的增加;到达阳极的光电子将逐渐增多..当正向电压增加到时;光电流达到最大;不再增加;此时即称为饱和状态;对应的光电流即称为饱和光电流..图3 光电效应原理图由于光电子从阴极表面逸出时具有一定的初速度;所以当两极间电位差为零时;仍有光电流I存在;若在两极间施加一反向电压;光电流随之减少；当反向电压达到截止电压时;光电流为零..图4 入射光频率不同的I－U曲线图5 入射光强度不同的I－U曲线爱因斯坦方程是在同种金属做阴极和阳极;且阳极很小的理想状态下导出的..实际上做阴极的金属逸出功比作阳极的金属逸出功小;所以实验中存在着如下问题：1 暗电流和本底电流..当光电管阴极没有受到光线照射时也会产生电子流;称为暗电流..它是由电子的热运动和光电管管壳漏电等原因造成的..室内各种漫反射光射入光电管造成的光电流称为本底电流..暗电流和本底电流随着K、A之间电压大小变化而变化..2 阳极电流..制作光电管阴极时;阳极上也会被溅射有阴极材料;所以光入射到阳极上或由阴极反射到阳极上;阳极上也有光电子发射;就形成阳极电流..由于它们的存在;使得I～U曲线较理论曲线下移;如图6所示..图6 伏安特性曲线五、数据记录与处理 1、零电流法测h第一组：普朗克常数：6.65×J·s 误差0.30%第二组：普朗克常数：6.64×第三组：普朗克常数：6.64×2、补偿法测h普朗克常数：6.68×J·s 误差0.88%J·s 误差0.26% J·s 误差0.21%3、伏安特性曲线见下页..六、思考讨论1、什么是光电效应;及内;外光电效应和单光子;多光子光电效应..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..常说的光电效应是外光电效应;即电子从金属表面逸出..内光电效应是光电效应的一种;主要由于光量子作用;引发物质电化学性质变化..内光电效应又可分为光电导效应和光生伏特效应..光电导效应：当入射光子射入到半导体表面时;半导体吸收入射光子产生电子空穴对;使其自生电导增大..光生伏特效应：当一定波长的光照射非均匀半导体如PN结;在自建场的作用下;半导体内部产生光电压..篇三：光电效应测普朗克常数-实验报告综合、设计性实验报告年级学号姓名时间成绩 _________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..爱因斯坦提出了着名的光电方程：1式中;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12mv2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速度;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U0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hW;则不能产生光电子..产生光电效应的最低频率是Wh;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0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U0是入射光频率的线性函数;如图2;当入射光的频率0时;截止电压U00;没有光电子逸出..图中的直线的斜率个正的常数：5由此可见;只要用实验方法作出不同频率下的U0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..其中量..是电子的电khe是一U0-v 直线2、光电效应的伏安特性曲线下图是利用光电管进行光电效应实验的原理图..频率为、强度为的光线照射到光电管阴极上;即有光电子从阴极逸出..如在阴极K和阳极A之间加正向电压UAK;它使K、A之间建立起的电场对从光电管阴极逸出的光电子起加速作用;随着电压UAK的增加;到达阳极的光电子将逐渐增多..当正向电压增加到Um时;光电流达到最大;不再增加;此时即称为饱和状态;对应的光电流即称为饱和光电流..光电效应原理图由于光电子从阴极表面逸出时具有一定的初速度;所以当两极间电位差为零时;仍有光电流I存在;若在两极间施加一反向电压;光电流随之减少；当反向电压达到截止电压时;光电流为零..爱因斯坦方程是在同种金属做阴极和阳极;且阳极很小的理想状态下导出的..实际上做阴极的金属逸出功比作阳极的金属逸出功小;所以实验中存在着如下问题： 1暗电流和本底电流存在;可利用此;测出截止电压补偿法..2阳极电流..制作光电管阴极时;阳极上也会被溅射有阴极材料;所以光入射到阳极上或由阴极反射到阳极上;阳极上也有光电子发射;就形成阳极电流..由于它们的存在;使得I～U曲线较理论曲线下移;如下图所示..伏安特性曲线五、实验步骤1、调整仪器1连接仪器；接好电源;打开电源开关;充分预热不少于20分钟.. 2在测量电路连接完毕后;没有给测量信号时;旋转“调零”旋钮调零..每换一次量程;必须重新调零..3取下暗盒光窗口遮光罩;换上365.0nm滤光片;取下汞灯出光窗口的遮光罩;装好遮光筒;调节好暗盒与汞灯距离..2、测量普朗克常数h1 将电压选择按键开关置于–2～＋2V档;将“电流量程”选择开关置于A档..将测试仪电流输入电缆断开;调零后重新接上..2 将直径为4mm的光阑和365.0nm的滤色片装在光电管电暗箱输入口上..3 从高到低调节电压;用“零电流法”测量该波长对应的U0;并数据记录..4 依次换上404.7nm、435.8nm、546.1nm、577.0nm的滤色片;重复步骤1、2、3..5测量三组数据你;然后对h取平均值.. 3、测量光电管的伏安特性曲线。
光电效应测量普朗克常量和金属逸出功解读
大连理工大学大学物理实验报告院（系）专业班级姓名学号实验台号实验时间年月日，第周，星期第节实验名称光电效应测量普朗克常量和金属逸出功教师评语实验目的与要求：1.通过测量不同频率光照下光电效应的截止电压来计算普朗克常量2.获得阴极材料的红限频率和逸出功主要仪器设备：1.光电效应实验仪（GGQ-50 高压汞灯，GDh-I型光电管电流测量仪）2.滤光片组（通光中心波长分别为365.0nm, 404.7nm, 435.8nm, 546.1nm, 577.0nm）3.圆孔光阑Φ=5mm, Φ’=10mm4.微电流仪实验原理和内容：1.理想光电效应光电效应实验装置如右上图所示，阴极K收到频率为v的单色光照射时，将有光电子由K逸出到达阳极A，形成回路电流I，可以由检流计G所检测到。
通过V来监控KA两端的电压变化，结合G所得到的电流值，可以得到U与光电流I之间的关系，如右下图所示。
根据爱因斯坦的解释，单色光光子的能量为E=hv，金属中的电子吸收了光子而获得了能量，其中除去与晶格的相互作用和克成绩教师签字服金属表面的束缚（金属的逸出功A ）外， 剩余的便是逸出光电子的动能， 显然仅仅损失了逸出功的光电子具有最大动能：A hv mv M -=221。
实验中所加的光电管电压U 起到协助光电流I 形成的作用， 当不加电压U 时， 到达阳极的光电子很少， 光电流十分微弱； 当加上正向电压时， 便有更多的光电子到达阳极， 使得I 增大， 而所有的光电子都被吸引到阳极形成电流时， I 到达最大值， 此时再增大U 也不会改变I ， 成为饱和光电流I M ， 饱和光电流在光频率一定时， 与光照强度成正比。
如果在光电管两极加反向电压便可以组织光电子到达阳极形成光电流， 当反向电压增大到光电流等于零时， 可知光电子的动能在电场的反向作用下消耗殆尽， 有以下关系式：a MeU mv=221，其中U a 成为截止电压。
结合以上最大动能的表达式可知，e Av e h U a -=， 如左图做出其对应的图像， 可知直线的斜率为e h k =， 截距为eAU =0。
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。
光电效应和普朗克常量的测定实验报告结论
光电效应和普朗克常量的测定实验报告结论这次的实验，咱们主要是做了光电效应的相关测试，目的呢，就是想通过这些测试来测定普朗克常量。
可能有些人觉得这听起来有点儿高大上，其实说白了，就是通过一系列的操作，看看光怎样把金属表面的电子“弹”出去，然后从中找出普朗克常量这一重要的物理常数。
说得更简单点儿，这个实验就是告诉我们，光和物质之间是如何“互动”的，究竟是什么让光变得这么神奇，能带着能量“打”飞电子。
你看，听起来是不是有点意思？我们做实验时，首先是需要一个光源，最好是那种能发出不同波长的光。
至于光源的选择，简直就是“千里挑一”，如果选错了光源，那就像是在打麻将时抓到了一张没用的牌，啥都做不了。
然后，金属片是核心，不能没有它。
金属表面一接触到光，电子就会“激动”地跳跃出来，接着我们就可以用电子计数器来数一数有多少电子被“放飞”了。
测量时要小心，得保证温度、光强这些条件稳定，不然实验结果就像调皮的孩子一样，哪里都不靠谱。
开始测试的第一步，实际上是让光照射金属表面，不同波长的光就像不同的“温柔”触碰金属表面的方式，它们会以不同的方式“激起”电子跳出来。
这时你可能会想，这不是很简单吗？光照上去，电子就走了。
哈哈，说得轻松，实际上这个过程可是有点儿复杂的。
因为光并不是无差别地给电子送能量的，它有一个“阈值”——也就是每个金属表面有个最小的光波长，低于这个波长，电子就没法跳出来。
这个“阈值”对于不同的金属来说是不同的，有点像不同年龄段的人喜欢的音乐类型不同，每个金属对光的“品味”也不一样。
大家可能会有疑问，光和电子之间究竟是怎么“交换感情”的呢？哈哈，这个就得提到普朗克常量了。
普朗克常量就是告诉我们光的能量和它的频率之间的关系。
你看，如果光的频率越高，它的能量就越大，能够带走的电子也就越多。
通过实验，咱们就能够用不同频率的光，看看电子的运动情况，进而“反推出”普朗克常量的大小。
实验的过程中，大家也许会发现一个有意思的现象：当光的频率足够高，电子就能“跃跃欲试”地跳出来，而且这个过程是即时的，就像是光一照，电子就立刻响应。
光电效应实验报告
光电效应【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）测量普朗克常量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，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，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-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)对于不同频率的光，其截止电压的值不同，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，在开始照射后立即有光电子产生，所经过的时间至多为秒的数量级。
按照爱因斯坦的光量子理论，光能并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，但这种微粒仍然保持着频率（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。
当光子照射到金属表面上时，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表面对它的吸引力，余下的就变为电子离开金属表面后的动能，按照能量守恒原理，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，入射到金属表面的光频率越高，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不再变化，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量实验报告（附实验数据及分析）
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 。
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大连理工大学大学物理实验报告院（系）材料学院专业材料物理班级0705姓名童凌炜学号200767025 实验台号实验时间2009 年04 月24 日，第九周，星期五第5-6 节实验名称光电效应测量普朗克常量和金属逸出功教师评语实验目的与要求：1.通过测量不同频率光照下光电效应的截止电压来计算普朗克常量2.获得阴极材料的红限频率和逸出功主要仪器设备：1.光电效应实验仪（GGQ-50 高压汞灯，GDh-I型光电管电流测量仪）2.滤光片组（通光中心波长分别为365.0nm, 404.7nm, 435.8nm, 546.1nm, 577.0nm）3.圆孔光阑Φ=5mm, Φ’=10mm4.微电流仪实验原理和内容：1.理想光电效应光电效应实验装置如右上图所示，阴极K收到频率为v的单色光照射时，将有光电子由K逸出到达阳极A，形成回路电流I，可以由检流计G所检测到。
通过V来监控KA两端的电压变化，结合G所得到的电流值，可以得到U与光电流I之间的关系，如右下图所示。
根据爱因斯坦的解释，单色光光子的能量为E=hv，金属中的电子吸收了光子而获得了能量，其中除去与晶格的相互作用和克服金属表面的束缚（金属的逸出功A ）外， 剩余的便是逸出光电子的动能， 显然仅仅损失了逸出功的光电子具有最大动能：A hv mv M -=221。
实验中所加的光电管电压U 起到协助光电流I 形成的作用， 当不加电压U 时， 到达阳极的光电子很少， 光电流十分微弱； 当加上正向电压时， 便有更多的光电子到达阳极， 使得I 增大， 而所有的光电子都被吸引到阳极形成电流时， I 到达最大值， 此时再增大U 也不会改变I ， 成为饱和光电流IM ， 饱和光电流在光频率一定时， 与光照强度成正比。
如果在光电管两极加反向电压便可以组织光电子到达阳极形成光电流， 当反向电压增大到光电流等于零时， 可知光电子的动能在电场的反向作用下消耗殆尽， 有以下关系式：a MeU mv=221，其中U a 成为截止电压。
结合以上最大动能的表达式可知，e Av e h U a -=， 如左图做出其对应的图像， 可知直线的斜率为e h k =， 截距为eAU =0。
图中斜线与x 轴的交点对应的频率v0称为阴极材料的红限频率， 照射光小于这个频率时， 无法产生光电效应（入射光光子能量小于电子的逸出功）。
显然， 通过测量多组v 和Ua ， 便可以通过计算函数表达式而得到A 、h 、v0。
2. 实验中相关影响因素的修正1， 暗电流修正暗电流指没有光照时， 由于金属表面的隧道效应、 光电管漏电、 热噪声等原因造成的由K 向A 逸出电子形成的电流。
由于暗电流对截止电压的影响不大， 实验中可以使用无光照测量电流的方法测出暗电流值， 在后期处理中将其剔除。
2， 阳极电流修正由于KA 两级距离很近， 光照时阳极的材料同样可以发生一定程度的光电效应而发射光电子， 当光电管加的是反向电压时， 就会使阳极光电子到达阴极形成阳极电流。
在U-I 曲线上阳极电流的影响就是使在负向电压区的阴极电流出现负值下沉， 由于阳极光电子数目有限且相比阴极较少， 故阳极电流很快达到饱和， 可见实验中截止电压对应的实际情况是总体电流趋于反向稳定时的电压值。
步骤与操作方法：1.测量各个不同波长准单色光照射下光电管的U-I’数据1.1 仪器使用前预热10分钟，同时注意关闭光电管入射孔。
1.2 微电流仪调零，设置满度值（-100为宜），然后调节至10-6μA档，电压表量程选用20V1.3 确定入射孔大小、汞灯和光电管的距离，并在以后的实验过程中保持不变。
1.4 选择并以此切换滤光片，开始测量。
注意：测量时正向电流不必很大，更不需要达到到达正向饱和；正电流区的数据采集不必很多，而相比之下负电流区采集应当更加密集，并需要一直采集到反向电流趋于稳定。
2.暗电流的测量2.1 以上五组数据全部测量完毕以后，挡住光电管的入射孔，测量每一组数据中各个电压值对应的暗电流i。
注意：不要让进入光电管的光通量过大而损坏光电管；电压调节应缓慢进行，以免损坏仪器。
数据记录与处理：各组数据的波长，加载电压U，测量电流I’，暗电流i和实际电流I如下结果与分析：根据各个表格中的U-I数据，即可做出各个波长下对应的U-I曲线图作图使用Matlab 6.5 的cftool 绘图工具箱完成，同时在图中找到对应的拐点，确认为各个Ua作图程序如下：第一组U-I数据>> x=[-0.99 -1.09 -1.19 -1.29 -1.39 -1.49 -1.59 -2.07 -2.54 -3.00 ]x =Columns 1 through 3 -0.9900 -1.0900 -1.1900Columns 4 through 6 -1.2900 -1.3900 -1.4900Columns 7 through 9 -1.5900 -2.0700 -2.5400Column 10 -3.0000>> y=[1.0 -18.0 -28.8 -34.8 -37.1 -38.0 -39.0 -41.0 -43.0 -44.1 ]y = Columns 1 through 9 1.0000 -18.0000 -28.8000 -34.8000 -37.1000 -38.0000 -39.0000 -41.0000 -43.0000Column 10 -44.1000>>cftool第二组U-I数据>> x=[-0.86 -0.96 -1.06 -1.16 -1.26 -1.36 -1.46 -1.56 -1.64 -2.12 -2.74 -3.00 ]x = Columns 1 through 7 -0.8600 -0.9600 -1.0600 -1.1600 -1.2600 -1.3600 -1.4600 Columns 8 through 12 -1.5600 -1.6400 -2.1200 -2.7400 -3.0000>> y=[1.1 -19.0 -28.5 -33.2 -35.3 -37.0 -37.9 -38.8 -38.9 -40.9 -42.9 -43.0 ]y = Columns 1 through 7 1.1000 -19.0000 -28.5000 -33.2000 -35.3000 -37.0000 -37.9000 Columns 8 through 12 -38.8000 -38.9000 -40.9000 -42.9000 -43.0000>>cftool第三组数据>> x=[-0.74 -0.84 -0.94 -1.04 -1.14 -1.24 -1.34 -1.44 -1.45 -1.91 -2.48 -3.00 ]x = Columns 1 through 7 -0.7400 -0.8400 -0.9400 -1.0400 -1.1400 -1.2400 -1.3400 Columns 8 through 12 -1.4400 -1.4500 -1.9100 -2.4800 -3.0000>> y=[1.0 -21.0 -30.8 -34.9 -36.9 -37.2 -38.1 -38.8 -39.0 -41.0 -43.0 -44.0 ]y = Columns 1 through 7 1.0000 -21.0000 -30.8000 -34.9000 -36.9000 -37.2000 -38.1000 Columns 8 through 12 -38.8000 -39.0000 -41.0000 -43.0000 -44.0000>>cftool第四组数据>> x=[-0.61 -0.71 -0.81 -0.91 -1.01 -1.11 -1.21 -1.51 -2.00 -2.78 -3.00 ]x = Columns 1 through 7 -0.6100 -0.7100 -0.8100 -0.9100 -1.0100 -1.1100 -1.2100 Columns 8 through 11 -1.5100 -2.0000 -2.7800 -3.0000>> y=[1.0 -22.9 -31.1 -34.2 -35.1 -36.9 -37.1 -39.0 -41.0 -43.0 -43.2 ]y = Columns 1 through 7 1.0000 -22.9000 -31.1000 -34.2000 -35.1000 -36.9000 -37.1000 Columns 8 through 11 -39.0000 -41.0000 -43.0000 -43.2000>> cftool第五组数据>> x=[-0.51 -0.61 -0.71 -0.81 -0.91 -1.01 -1.11 -1.16 -1.66 -2.18 -3.00 ]x = Columns 1 through 7 -0.5100 -0.6100 -0.7100 -0.8100 -0.9100 -1.0100 -1.1100 Columns 8 through 11 -1.1600 -1.6600 -2.1800 -3.0000>> y=[1.1 -26.1 -33.0 -35.9 -36.9 -37.9 -38.8 -38.9 -40.9 -42.9 -44.7 ]y = Columns 1 through 7 1.1000 -26.1000 -33.0000 -35.9000 -36.9000 -37.9000 -38.8000 Columns 8 through 11 -38.9000 -40.9000 -42.9000 -44.7000>> cftool第六组数据>> x=[-0.42 -0.52 -0.62 -0.73 -0.83 -1.21 -1.71 -2.64 -3.00 ]x = Columns 1 through 7 -0.4200 -0.5200 -0.6200 -0.7300 -0.8300 -1.2100 -1.7100 Columns 8 through 9 -2.6400 -3.0000>> y=[1.0 -32.0 -36.2 -38.1 -39.0 -41.0 -43.0 -45.0 -45.8 ]y = Columns 1 through 7 1.0000 -32.0000 -36.2000 -38.1000 -39.0000 -41.0000 -43.0000 Columns 8 through 9 -45.0000 -45.8000>> cftool综合以上六张图，得到一系列v-Ua数据，如下所示（这里用x E+/-y的方法表示以10为基数的科学计数法）同样，将以上数据输入Matlab 6.5，以得到其拟合的v-Ua直线程序如下：>> x=[7.5E+14 7.00935E+14 6.50759E+14 6E+14 5.50459E+14 5E+14]x = 1.0e+014 * 7.5000 7.0094 6.5076 6.0000 5.5046 5.0000 >> y=[1.4309 1.30043 1.10452 0.91 0.848961 0.641381]y = 1.4309 1.3004 1.1045 0.9100 0.8490 0.6414>> cftool得到如下的函数图像，见下页：并且得到该直线的拟合方程为： Ua = 3.138*10-15*v - 0.9228 对应到本实验中的物理量， 得到1510*138.3-=e h ， 9228.0=eA经计算得到：实验测得的普朗克常量为 s J h ⋅=-3410*308.5 阴极电子的金属逸出功为 J A 1910*476.1-=阴极材料的红限频率 Hz 1410*781.2=ν附加测量：波长为600nm下的正电流数据及其图像，正电流测量的数据如下：讨论、建议与质疑：1.根据实验中的现象与最后对实验结果进行处理时发现，暗电流相对于阴极电流来说很小，可以近似地认为其在某一个波长下的实验中没有发生变化，故可以在实验中设计增加一个步骤来消去暗电流的影响：在无光照的情况下在光电管两端加载-3.0V的负向电压，然后可见微安表的读数为当前的暗电流值；然后调节微安表调零旋钮，使微安表指零，再进行试验，这样在后续读取的数据中，暗电流的值实际上已经被减去了，这样便消除了暗电流对最终实验结果的影响（本方法不一定理想，仅为个人意见）。