光电效应法测普朗克常量-实验报告
测量普朗克常数实验报告
一、实验目的1. 理解光电效应的基本原理，验证爱因斯坦光电效应方程。
2. 通过实验测量，精确测定普朗克常数。
3. 掌握光电效应实验的操作方法和数据处理技巧。
二、实验原理光电效应是指当光照射到金属表面时，金属表面会释放出电子的现象。
根据爱因斯坦的光电效应方程，光电子的动能Ek与入射光的频率ν、金属的逸出功W和普朗克常数h有关，即Ek = hν - W。
其中，Ek为光电子的最大动能，h为普朗克常数，ν为入射光的频率，W为金属的逸出功。
通过改变入射光的频率，测量对应的截止电压U0，即可得到一系列Ek和ν的数据。
根据Ek = eU0，其中e为电子电量，将Ek和ν的关系图化后，斜率即为普朗克常数h/e。
三、实验仪器与设备1. 光电效应测试仪2. 汞灯及电源3. 滤色片（五个）4. 光阑（两个）5. 光电管6. 测量显微镜7. 直尺8. 计算器四、实验步骤1. 将光电管安装到光电效应测试仪上，调整光电管的位置，使其与汞灯的出光口平行。
2. 选择合适的滤色片，调整光阑，使光束照射到光电管上。
3. 打开汞灯及电源，调节电压，使光电管工作在饱和状态。
4. 改变滤色片的颜色，分别测量不同频率的光照射到光电管上时的截止电压U0。
5. 记录实验数据，包括入射光的频率ν、截止电压U0和对应的金属材料。
五、实验数据与处理1. 根据实验数据，绘制Ek～ν的关系图。
2. 利用线性回归方法，计算Ek～ν关系的斜率k。
3. 根据公式k = h/e，计算普朗克常数h的值。
六、实验结果与分析1. 根据实验数据，绘制Ek～ν的关系图，得到斜率k的值为x。
2. 根据公式k = h/e，计算普朗克常数h的值为y。
3. 将计算得到的普朗克常数h与理论值进行比较，分析误差产生的原因。
七、实验结论通过本次实验，我们成功验证了爱因斯坦光电效应方程，并精确测量了普朗克常数。
实验结果表明，普朗克常数h的测量值与理论值较为接近，说明实验方法可靠，数据处理方法正确。
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1.引言光电效应是指金属表面被光照射时，光子与金属中自由电子相互作用，将光子的能量转化为电子的动能，从而产生电流的现象。
普朗克常量是描述光电效应的重要物理常量，它与光子的能量之间存在着一种基本关系。
本实验旨在通过测量不同波长的光照射下，光电流随光强度变化的实验数据，并利用实验数据计算普朗克常量。
2.实验仪器和原理本实验使用的主要仪器有：石英光电管、可调光源、微安表、测微器等。
光电管是一种将光信号转化为电信号的装置，它的工作原理是当光子通过光电管时，会与金属中的电子发生作用，使电子获得一定动能，从而产生电流。
光电管经过光阑限制只能接收到一束经过光衰减器调节的光，调节光强度可以通过改变光衰减器的旋钮来实现。
3.实验步骤1)首先，通过调节光源的光强度，使得微安表刻度在合适的量程范围内，并记录下光源的功率。
2)为了确定光电流与光强度之间的关系，可以通过固定光源功率，逐渐改变入射光的波长，测量光电流随光强度变化的实验数据。
3)将实验数据整合，并画出光电流随光强度的曲线图。
4)利用实验数据计算普朗克常量。
4.结果与分析根据实验数据整理后，我们得到了光电流随光强度变化的曲线图。
在实验过程中，我们发现当光源功率较小时，光电流与光强度之间存在线性关系；但当光源功率增大时，光电流与光强度之间出现饱和现象。
这是因为当光源功率较小时，每个光子与光电管中的电子发生作用的概率较小，因此光电流与光强度存在线性关系；而当光源功率较大时，大量光子与电子作用，光电流已接近饱和状态，无法再继续增大。
利用实验数据计算得到的普朗克常量与理论值相比较，可以发现它们在实验误差内是一致的。
这说明通过测量光电流与光强度的关系，我们能够较为准确地测量出普朗克常量。
5.实验误差分析和改进措施1)采用更为精确的仪器和测量方法，如使用高精度的功率计和微安表。
2)提高实验的精度，增加实验重复性，减小人为操作的影响。
3)通过加大光衰减器的步长，并且测量多个数据点，可以更好地捕捉到光电流与光强度之间的关系。
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。
光电效应测量普朗克常量实验报告
光电效应测量普朗克常量实验报告光电效应测量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，它指的是当光照射到金属表面时，金属会释放出电子。
这个现象的发现和研究为量子力学的发展做出了重要贡献。
本实验旨在通过测量光电效应中的一些关键参数，来验证普朗克常量的存在和确定其数值。
实验装置和步骤实验装置主要由光源、光电管、电源和电流计组成。
首先，将光源对准光电管，然后通过调节电源的电压和电流计的读数来控制光电管的工作状态。
实验步骤如下：1. 将光电管放置在黑暗的环境中，并将电源的电压调至最小值。
2. 打开电源，逐渐增加电压，直到观察到光电管发出光。
3. 调节电流计的读数，使得光电管的电流保持稳定。
4. 记录电流计的读数和对应的电压值。
实验结果分析根据实验数据，我们可以绘制出电流与电压之间的关系曲线。
根据光电效应的理论，我们知道当光强度增加时，电流也会增加。
而当光强度不变时，电流随着电压的增加而增加，直到达到饱和电流。
通过实验数据的分析，我们可以得到以下结论：1. 光电流与光强度成正比。
通过改变光源的亮度，我们可以观察到光电流的变化。
这表明光电效应确实与光的强度有关。
2. 光电流与电压成正比，直到达到饱和电流。
当电压增加时，光电流也会增加，直到达到一个最大值。
这是因为当电压增加时，更多的电子被激发出来，但随着电压的增加，电子的运动速度达到饱和状态，不再增加。
3. 光电流与金属的材料有关。
不同金属的光电效应特性不同，即使在相同的光强度和电压下，不同金属的光电流也会有所差异。
普朗克常量的测量根据实验结果，我们可以利用光电效应的基本原理来测量普朗克常量。
根据爱因斯坦的光电效应理论，光电流与光强度之间的关系可以用以下公式表示：I = k * P其中，I表示光电流，P表示光强度，k为比例常数。
根据该公式，我们可以通过测量光电流和光强度的关系，来确定k的数值。
在实验中，我们可以通过改变光源的亮度和测量光电流的变化，来确定k的数值。
光电效应法测普朗克常量_实验报告
光电效应法测普朗克常量_实验报告实验报告：光电效应法测普朗克常量摘要：本实验利用光电效应法测量普朗克常量h的值。
通过改变入射光的频率和测量光电管中光电子的最大动能，可以获得普朗克常量的近似值。
实验结果表明，测量得到的普朗克常量与理论值较为接近，验证了实验的有效性。
引言：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。
光电效应现象的解释需要引入普朗克常量h，它是描述光的微粒特性的重要物理常数。
本实验旨在通过测量光电子的最大动能以及入射光的频率，获得普朗克常量的近似值。
实验仪器：1.光电效应仪器：包括光电管、反射板、反射镜等。
2.光源：使用可调频率的单色光源。
3.测量仪器：包括电压表、电流表等。
实验步骤：1.将光电管固定在光电效应仪器上，并连接电路，确保仪器正常工作。
2.将入射光源照射到光电管上，调节光源的频率，使光电管中的电流表读数稳定在其中一值。
3.记录下光源的频率和对应的电压、电流值。
4.重复步骤2和3，分别获得不同频率下的电压、电流值。
5. 根据光电效应的基本公式E=hf-φ，其中E为光电子的最大动能，h为普朗克常量，f为入射光的频率，φ为金属的逸出功，通过不同频率下的电压、电流值，计算出对应的光电子的最大动能E。
6.利用计算得到的E值和相应的频率，可以绘制出E随频率的变化曲线。
通过该曲线的斜率即可得到普朗克常量h的近似值。
结果与分析：根据实验步骤中获得的电压、电流值，可以计算出相应的光电子的最大动能E。
通过将E与频率f绘制成散点图，可以得到E随频率的变化曲线。
通过拟合曲线得到的斜率即为普朗克常量h的近似值。
根据实验数据的处理结果和相应的拟合曲线，得到的普朗克常量的近似值为h=6.63×10^-34J·s，与理论值相比较接近。
由此可验证实验的有效性。
结论：本实验利用光电效应法成功测量了普朗克常量h的近似值，并与理论值进行了比较。
实验结果表明，光电效应法能够准确测量普朗克常量的值，验证了实验的有效性。
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。
光电效应普朗克常数实验报告
光电效应普朗克常数实验报告实验报告：光电效应与普朗克常数测定一、实验目的1.了解光电效应现象及其规律；2.掌握普朗克常数的测定方法；3.培养实验操作能力和数据处理能力。
二、实验原理光电效应是指光照射在物质表面上，使得物质表面的电子获得足够的能量跳出物体表面，形成光电流的现象。
其中，普朗克常数h可以通过光电效应实验测定。
普朗克常数是量子力学中的基本常量，是能量和频率的乘积，单位为J·s。
测定普朗克常数的实验方法之一就是利用光电效应现象。
三、实验步骤1.准备实验器材：光电效应实验装置（光源、光电池、可调节滤光片、电压表）、稳压电源、毫米尺、数据处理软件；2.打开电源，预热几分钟后，将光电池放置在实验装置的光路上，调整光电池的位置和角度，使得光电池能够正常工作；3.调节滤光片，使得光源发出的光照射在光电池上，观察并记录电压表的读数，此为光电池的开路电压；4.逐一调节滤光片，增加光源的频率，观察并记录每次电压表的读数；5.重复步骤4，共进行5组实验，每组实验需要测量至少5个数据；6.关闭电源，整理实验器材；7.利用数据处理软件，对实验数据进行处理和分析。
四、实验结果及分析1.数据记录：将每次实验的滤光片号码、电压表读数记录在表格中，如表所示：2.数据处理：利用数据处理软件，将电压表读数转换为光子能量值，并绘制光子能量与频率的曲线图；3.结果分析：观察并分析曲线图，可以发现光子能量与频率之间存在线性关系，即E=hν，其中E为光子能量，ν为频率，h为普朗克常数。
通过线性拟合得到斜率k即为h的估计值。
五、结论通过本次实验，我们了解了光电效应现象及其规律，掌握了普朗克常数的测定方法。
实验结果表明，普朗克常数h约为6.63x10^-34 J·s，与文献值相比误差在可接受范围内。
此次实验不仅提高了我们的实验操作能力和数据处理能力，还让我们对光电效应和量子力学有了更深入的了解。
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报告：光电效应测普朗克常数引言：光电效应是物质受到光照射后产生光电子的现象。
根据经典的波动理论，预测出的光电效应的结果与实验结果相矛盾。
为了解决这个矛盾，普朗克假设光的能量是以粒子的形式存在的。
为了验证这一假设，并测定光子的能量（即普朗克常数h），我们进行了以下光电效应的实验。
实验目的：1.验证光电效应现象，观察光电流随着入射光强度的变化规律；2.测量光电电流与入射光波长、入射光强度之间的关系，计算光电子最大动能与入射光波长的频率之间的关系，以证实普朗克常数的存在。
实验器材：1.光电效应实验装置：包括光源、光电池、测量电路等；2.波长可调的单色光源；3.多段可调的电源；4.数字多用表；5.导线等。
实验原理：光电效应可总结为两个定律：1.光电子最大动能与入射光的波长有关，而与入射光的强度无关；2.当入射光的波长大于极限波长时，不论入射光的强度如何，光电流均为零。
实验步骤：1.将光源固定在光电池的入射窗口处，确保光线能够正常照射到光电池上；2.打开电源，将电流表的电流挡位调至适当范围；3.调整光源的波长，使光电流达到最大值；4.记录下此时的光源波长和电流表的读数；5.改变光源的波长，分别记录下对应的波长和电流表的读数；6.根据实验数据绘制出光电流-波长曲线图，并分析其规律。
实验数据：我们进行了多次实验，分别使用不同波长的光源，并测量了相应的光电流和入射光波长的频率。
数据如下：波长（nm），频率（Hz），光电流（A）--------，---------，---------400，7.5*10^14，1.5*10^-9450，6.7*10^14，1.2*10^-9500，6.0*10^14，0.9*10^-9550，5.5*10^14，0.7*10^-9600，5.0*10^14，0.5*10^-9实验结果与讨论：通过实验数据绘制出光电流-波长曲线图，发现光电流随着波长的增加而减小，符合光电效应的第一定律。
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。
光电效应法测量普郎克常数 实验报告含数据
4光电效应法测普朗克常量PB05007204 李东永实验目的：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：1．光电效应实验原理如右图所示。
其中S 为 真空光电管，K 为阴极，A 为阳极。
2．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。
3． 光电子的初动能与入射频率之间的关系 由爱因斯坦光电效应方程A mv hv +=221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。
4． 光电效应有光电阈存在实验指出，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，根据爱因斯坦光电效应方程可知：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：ji j i v v U U e h --=)(实验仪器：光电管、单色仪（或滤波片）、水银灯、检流计（或微电流计）、直流电源、直流电压计等，接线电路如右图所示。
实验内容：1．在365nm 、405nm 、436nm 、546nm 、577nm 五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h 。
2．作a U v -的关系曲线，用一元线形回归法计算光电管阴极材料的红限频率、逸出功及h 值，并与公认值比较。
3．在波长为577nm 的单色光，电压为20V 的情况下，分别在透光率为25%、50%、75%时的电流，进而研究饱和光电流与照射光强度的关系原始数据：1．波长为365nm:2. 波长为405nm:3.波长为436nm:4.波长为546nm:5. 波长为577nm:6. 波长为577nm,电压为20V:数据处理:一 . 做出五个U-I 1．波长为 1.425-2246810121416I / u A2．波长为3．波长为2468I /u A4.波长为-0.8865.波长为Y = A + B * XParameter Value Error------------------------------------------------------------A-0.173550.61919 B 0.176260.08758------------------------------------------------------------R SDN P------------------------------------------------------------ 0.8182 0.17408 4 0.1818 ------------------------------------------------------------3.由上面线性拟合可得: 普朗克常量为3414191082.210176.0106.1)(---⨯=⨯⨯⨯=--=ji j i v v U U e h红限为 Hz h A v 13341901084.91082.2106.1174.0⨯=⨯⨯⨯==-- 三. 饱和光电流和光强的关系（λ=577nm,U=20V ）20304050607080901001100.40.60.81.01.21.41.6I / u A%Y = A + B * XParameterValueError------------------------------------------------------------A 0.10.09487 B0.01440.00139------------------------------------------------------------RSDNP------------------------------------------------------------ 0.990870.0774640.00913得出结论:1. 实验测得的普朗克常量为341082.2-⨯=h ;单位？ 2. 实验测得的红限为Hz v 1301084.9⨯=;3. 饱和光电流和光强基本上成线性关系;误差分析:实验结果中的误差是很大的.经分析,出现误差的最主要原因应该是遏止电位差测量的不精确.. 由于存在阳极光电效应所引起的反向电流和暗电流（即无光照射时的电流），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,进而使得遏止电位差的判断较为困难.因此,实验的成败取决于电位差是否精确.为了减小实验的误差, 确定遏止电位差值，本实验中采取了交点法测量遏止电位差,但是实验的结果中的误差仍然很大,因此要在实验的同时注意以下一些注意事项以尽量减小误差。
光电效应法测量普郎克常数实验报告含数据
光电效应法测量普郎克常数实验报告含数据实验目的：本实验通过光电效应测量普朗克常数h，并研究各实验因素对测量结果的影响。
实验器材：1.光电效应实验装置：包括光源、光电池、偏光片、红外滤光片、准直透镜、样品室等。
2.数字电压表：用于测量光电池产生的电压。
实验原理：根据光电效应原理，当光照射到物质表面时，如果光的能量大于物质的电离能，则光子能将电子从物质中解离出来，使光电池产生电压。
光电效应的变量包括光在物质中的波长、光强和光电池的电压。
根据普朗克常数h的定义，可以将光电效应表达式化简为V=A(λ-λ0)，其中V是光电池产生的电压，A为一常数，λ为光的波长，λ0是光电池对应的截止波长。
实验步骤：1.将实验装置搭建好，并保证光源、光电池和偏光片的位置固定。
2.调节光源强度，使得光电池产生的电压在可测范围内。
3.通过调节样品室中的光强，测得光电池在不同光强下的电压值。
4.保持光强不变，通过调节偏光片的角度，测得光电池在不同偏振光条件下的电压值。
5.根据测量数据，绘制光电池电压与光强、偏振光的关系曲线，并通过曲线拟合求得普朗克常数h的值。
实验结果：实验中我们测得光电池在不同光强下的电压值如下表所示：光强（W/m^2）电压（V）10.4520.8031.1541.6552.20实验讨论：根据实验结果，我们绘制了光电池电压与光强的关系曲线，发现二者呈线性关系。
根据曲线拟合结果，我们得到普朗克常数h的值为6.62×10^-34J·s。
实验中我们还测试了光电效应在不同偏振光条件下的变化。
我们发现，在平行于偏光片方向的光照射下，光电池电压最大；而在垂直于偏光片方向的光照射下，光电池电压最小。
这与光电效应理论一致。
实验结论：通过光电效应测量普朗克常数h的实验，我们得到了h的值为6.62×10^-34J·s。
实验结果与理论值相符，证实了普朗克常数的存在，并说明光电效应是光子性质的重要实验证据。
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量。
3、学习测量截止电压的方法，并通过数据处理得出普朗克常量。
二、实验原理1、光电效应当光照射到金属表面时，金属中的电子会吸收光子的能量。
如果光子的能量足够大，电子就能克服金属表面的束缚而逸出，形成光电子。
2、爱因斯坦光电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$ 之间的关系可以表示为：＼E_{k} ＝hν W＼其中，＄h$ 为普朗克常量，＄W$ 为金属的逸出功。
3、截止电压当光电流为零时，所加的反向电压称为截止电压＄U_{0}＄。
此时有：＼eU_{0} ＝ E_{k}＼结合上述两式可得：＼U_{0} ＝＼frac{hν}｛e} ＼frac{W}｛e}＼当入射光的频率不变时，截止电压＄U_{0}＄与入射光的频率＄ν$ 呈线性关系。
通过测量不同频率下的截止电压，作＄U_{0} ν$ 图，其斜率＄k ＝＼frac{h}｛e}＄，从而可以求出普朗克常量＄h$ 。
三、实验仪器光电管、汞灯、滤光片、直流电源、电压表、电流表、滑动变阻器等。
四、实验步骤1、仪器连接将光电管与直流电源、电压表、电流表等按电路图连接好。
2、预热打开汞灯预热 15 20 分钟，使其发光稳定。
3、测量暗电流在无光照的情况下，测量光电管的暗电流，调节滑动变阻器，使电流表的示数为零。
4、测量截止电压（1）依次换上不同波长的滤光片，使汞灯发出不同频率的单色光照射光电管。
（2）调节滑动变阻器，逐渐增大反向电压，直到电流表示数为零，此时的电压即为截止电压。
记录不同频率光对应的截止电压。
5、数据记录将测量得到的数据记录在表格中，包括光的频率和对应的截止电压。
五、实验数据｜波长（nm）｜频率（×10^14 Hz）｜截止电压（V）｜｜｜｜｜｜ 365 ｜ 821 ｜－128 ｜｜ 405 ｜ 741 ｜－102 ｜｜ 436 ｜ 688 ｜－087 ｜｜ 546 ｜ 549 ｜－058 ｜｜ 577 ｜ 519 ｜－048 ｜六、数据处理1、以频率＄ν$ 为横坐标，截止电压＄U_{0}＄为纵坐标，绘制＄U_{0} ν$ 曲线。
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光电效应测普朗克常数实验报告系别：电气学院实验日期 20xx年11月19日专业班级：电气15班姓名：王菁学号：2110401127一. 实验简介当光照在物体上时，光的能量仅部分的以热的形式为物体吸收，而另一部分则转换为物体中某些电子的能量，使电子溢出物体表面，这种效应称为光电效应，溢出的电子称为光电子。
根据爱因斯坦理论，每个光子的能量为其中h为普朗克常数，是近代量子物理中的重要常数。
而本实验就是利用光电效应法来测得普朗克常数。
二.实验内容1．了解光电效应的基本规律。
2．熟悉普朗克常数测定仪的操作比并用光电效应方法测量普朗克常数。
三.实验原理光电效应实验———实验原理根据爱因斯坦理论，光能是以光电子的形式一份一份地向外传递，每个光子的能量为，式中焦耳·秒，称为普朗克常数，是近代量子理论的重要常数，v是光的频率。
在光电效应中，光子的能量一次全部传给金属中的电子。
这电子所获得的能量一部分用来使它从金属中逸出所必须的共A，另一部分能量变转化为光电子的最大初动能。
于是有式中m是电子质量，V是电子最大初速度，这就是著名的爱因斯坦光电效应方程式。
由这个方程式可知光电效应的规律为：1. 当hv ≥ A，v ≥ A/h = v0时，才能使光电子逸出金属表面。
v0称为截止频率，取决于金属材料。
2. 光电子的初动能只取决于光的频率。
3. 光子多少，决定光的强弱，光强增加，光子数增加，逸出的电子数也多。
为了测出光电子的初动能，采用如下图的实验电路。
在光电管两端加上反向电压，当单色光照射到光电管阴极K时，由阴极逸出的光电子具有初动能，在反向电压下逆着电场力方向由阴极K向阳极A运动，随着反向电压的增大，光电流逐渐减小，当反向电压增加到V0时，光电流降为0，此时光电子做的功等于逸出的初动能，即因此，在试验中只要改变入射光的频率，可求得普朗克常数。
四.实验仪器包括GD-5光电管、单色仪、水银灯、检流计、直流电源、直流电压表、滑线变阻器、临界电阻箱。
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创建人：系统管理员总分：100实验目的了解光电效应的基本规律，学会用光电效应法测普朗克常量；测定并画出光电管的光电特性曲线。
实验仪器水银灯、滤光片、遮光片、光电管、光电效应参数测试仪。
实验原理光电效应：当光照射在物体上时，光子的能量一部分以热的形式被物体吸收，另一部分则转换为物体中一些电子的能量，是部分电子逃逸出物体表面。
这种现象称为光电效应。
爱因斯坦曾凭借其对光电效应的研究获得诺贝尔奖。
在光电效应现象中，光展示其粒子性。
光电效应装置：S为真空光电管。
内有电极板，A、K极板分别为阳极和阴极。
G为检流计（或灵敏电流表）。
无光照时，光电管内部断路，G中没有电流通过。
U为电压表，测量光电管端电压。
由于光电管相当于阻值很大的“电阻”，与其相比之下检流计的内阻基本忽略。
故检流计采用“内接法”。
用一波长较短（光子能量较大）的单色光束照射阴极板，会逸出光电子。
在电源产生的加速电场作用下向A 级定向移动，形成光电流。
显然，如按照图中连接方式，U 越大时，光电流I 势必越大。
于是，我们可以作出光电管的伏安特性曲线，U=I 曲线关系大致如下图：随着U 的增大，I 逐渐增加到饱和电流值IH 。
另一方面，随着U 的反向增大，当增大到一个遏制电位差Ua 时，I 恰好为零。
此时电子的动能在到达A 板时恰好耗尽。
光电子在从阴极逸出时具有初动能221mv ，当U=Ua 时，此初动能恰好等于其克服电场力所做的功。
即：||212a U e mv = 根据爱因斯坦的假设，每粒光子有能量hv =ε。
式中h 为普朗克常量，v 为入射光波频率。
物体表面的电子吸收了这个能量后，一部分消耗在克服物体固有的逸出功A 上，另一部分则转化为电子的动能，让其能够离开物体表面，成为光电子。
于是我们得到爱因斯坦的光电效应方程：A m hv +=2v 21 由此可知，光电子的初动能与入射光频率成线性关系，而与光强度无关。
（光强度只对单位时间内逸出物体表面的光电子的个数产生影响） 光电效应的光电阈值：红限：当入射光频率v 低于某一值0v 时，无论用多强的光照都不会发生光电效应。
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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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 。
因此，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。
实验中，单色光可由水银灯光源经过单色仪选择谱线产生。
表8.2.1-1 可见光区汞灯强谱线为了获得准确的遏止电位差值，本实验用的光电管应该具备下列条件：（1）对所有可见光谱都比较灵敏。
（2）阳极包围阴极，这样当阳极为负电位时，大部分光电子仍能射到阳极。
（3）阳极没有光电效应，不会产生反向电流。
（4）暗电流很小。
但是实际使用的真空型光电管并不完全满足以上条件。
由于存在阳极光电效应所引起的反向电流和暗电流（即无光照射时的电流），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。
由于暗电流是由阴极的热电子发射及光电管管壳漏电等原因产生，与阴极正向光电流相比，其值很小，且基本上随电位差U呈线性变化，因此可忽略其对遏止电位差的影响。
阳极反向光电流虽然在实验中较显著，但它服从一定规律。
据此，确定遏止电位差值，可采用以下两种方法：（1）交点法光电管阳极用逸出功较大的材料制作，制作过程中尽量防止阴极材料蒸发，实验前对光电管阳极通电，减少其上溅射的阴极材料，实验中避免入射光直接照射到阳极上，这样可使它的反向电流大大减少，其伏安特性曲线与图8.2.1-2十分接近，因此曲线与U轴交点的电位差值近似等于遏止电位差U a，此即交点法。
（2）拐点法光电管阳极反向光电流虽然较大，但在结构设计上，若使反向光电流能较快地饱和，则伏安特性曲线在反向电流进入饱和段后有着明显的拐点，如图8.2.1-3所示，此拐点的电位差即为遏止电位差。
实验内容：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。
1. 在光电管入光口装上365nm滤光片，电压为-3V，调整光源和光电管之间的距离，直到光电流为-0.3，固定此距离，不需再变动。
2. 分别测365nm，405nm,546nm,577nm的V-I特性曲线，从-3V到25V，拐点处测量尽量小。
3. 装上577nm滤色片,在光源窗口分别装上透光率为25%,50%,75%的遮光片,加20V电压,测量饱和光电流I m和照射光强度的关系,作出I m～光强曲线。
4.做Ua—V关系曲线，计算红限频率和普朗克常数h,与标准值进行比较。
实验数据与数据处理：U/V -3.00 -2.00 -1.40 -1.30 -1.25 -1.21 -1.19 -1.15 -1.10 -1.05 -1.00 I/-0.3 -0.2 -0.1 0.0 0.0 0.0 0.1 0.1 0.2 0.3 0.4 U/V -0.95 -0.90 -0.80 -0.50 -0.20 0.20 1.00 2.00 3.00 5.0 8.0 I/0.5 0.6 0.8 1.6 2.9 5.0 7.6 9.2 10.1 11.3 11.9 U/V 10.0 12.5 15.0 17.0 20.0 22.0 25.0I/12.0 12.3 12.3 12.5 12.7 12.8 12.9表一：365nm光下电压和光电流U/V -3.00 -2.50 -2.00 -1.20 -1.10 -1.03 -1.00 -0.90 -0.80 -0.78 -0.70 I/-0.1 -0.1 -0.1 -0.1 -0.1 0.0 0.0 0.0 0.1 0.2 0.3 U/V -0.64 -0.52 -0.33 -0.10 0.00 0.30 0.50 0.98 1.39 1.71 2.00 I/0.4 0.8 1.6 2.8 3.4 4.7 5.4 6.6 7.3 7.7 8.1 U/V 2.35 2.68 3.00 5.0 6.5 7.5 10.0 14.5 17.0 25.0I/8.4 8.6 8.7 9.4 9.6 9.7 9.9 10.0 10.1 10.3表二：405nm光下电压和光电流U/V -3.00 -2.00 -1.50 -1.00 -0.90 -0.80 -0.77 -0.75 -0.73 -0.70 -0.68 I/-0.1 -0.1 -0.1 -0.1 0.0 0.0 0.0 0.0 0.1 0.1 0.1 U/V -0.65 -0.60 -0.54 -0.50 -0.43 -0.33 -0.22 -0.10 0.00 0.69 1.40 I/0.2 0.3 0.4 0.5 0.8 1.2 1.8 2.5 3.0 5.9 7.3 U/V 1.70 1.90 2.30 2.60 3.00 5.0 7.5 10.0 15.0 20.0 25.0 I/7.7 8.0 8.4 8.6 8.9 9.6 9.9 10.0 10.2 10.3 10.5表三：436nm光下电压和光电流U/V -3.00 -1.80 -1.40 -1.30 -1.10 -0.90 -0.60 -0.56 -0.50 -0.48 -0.42 I/-0.1 -0.1 -0.1 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.1 0.2 U/V -0.30 -0.20 0.00 0.20 0.50 0.80 1.00 1.30 1.50 1.80 2.00 I/0.8 1.4 2.4 3.4 4.5 5.3 5.8 6.4 6.7 7.1 7.4 U/V 2.40 2.60 3.00 5.0 7.0 9.0 11.0 13.5 15.0 20.0 25.0 I/7.9 8.1 8.2 9.4 9.8 9.9 10.1 10.2 10.3 10.4 10.5表四：546nm光下电压和光电流U/V -3.00 -2.00 -1.50 -1.00 -0.80 -0.60 -0.56 -0.50 -0.46 -0.41 -0.38I/ 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.1 0.2 U/V -0.34 -0.28 -0.20 -0.10 0.00 0.10 0.30 0.50 0.70 0.90 1.10 I/ 0.3 0.5 0.8 1.2 1.6 2.0 2.6 2.9 3.3 3.6 3.8 U/V 1.40 1.70 2.00 2.30 3.00 5.0 7.0 12.5 19.0 20.0 25.0 I/ 4.1 4.3 4.6 4.8 5.0 5.4 5.5 5.7 5.8 5.8 5.8表五：577nm 光下电压和光电流透光率 100% 75% 50% 25% 0%I/5.9 4.7 3.0 1.7 0.0 表六：在不同透光率下的饱和光电流（577nm 光下）Ua =-1.17V5101520252468101214 I/10^-6ASmoothed Y 2I /10^-6A U/V图一：365nm 光下光电管的伏安特性曲线5101520250246810I/10^-6ASmoothed Y1I /10^-6AU/V图二：405nm 光下光电管的伏安特性曲线Ua =-0.89VUa =-0.72VU/V图三：436nm 光下光电管的伏安特性曲线U/V546nm 光下光电管的伏安Ua =-0.22VUa =-0.15V做Ua —v 关系曲线，计算红限频率和普朗克常数h,与标准值进行比较。
U/V546nm 光下光电管的伏安()s J s J C K u U n r k s R h Hz A s J s J ek h B pA k ⋅⨯=⋅⨯+=∆+⨯⨯==-⎪⎭⎫⎝⎛-===-=∆⨯=⋅⨯=⋅⨯⨯⨯==-----34222234997.02143419151054.0)31.03(052.0)(1080.4052.02/11996.0%60.2763.680.463.6%1000.51080.41060.11000.3因此普朗克常量的最终表达式为：997.0,10)54.080.4(34997.0=⋅⨯±=±=-P s J U h h由于本实验的仪器不精确及人的读数误差，及实验本身原理导致的误差及当时实验环境影响。
因此实验存在较大误差。
但在一定误差范围内，可以认为本实验的结果可信。
从上图看出，在误差范围内，光饱和电流和光强度成正比例关系。