南昌大学物理实验报告光电效应
光电效应实验规律研究及普朗克常量的测定
光电效应第二定律：实验证明同一频率不同光强的遏制电压相同。 用不同频率的光照射时，光电子从金属表面逸出时的最大初动能与 入射光的频率呈线性关系，如图 3，即：
3) 光电效应第三定律 光电效应存在一个频率阈值 ， 称为截止频率， 当入射光频率 时，无论光强如何，均不能产生光电效应。
2
南昌大学近代物理实验报告
，则由能
上式称为爱因斯坦光电效应方程。从而几乎①完美的解释了光电效 应。 1916 年密立根首次用油滴实验证实了光电效应方程，并较为精确的 测出了普朗克常数 ,为此，密立根获得了诺贝尔物理 学奖。 目前利用光电效应制成的光电器件和光电管、光电池、光电倍增光等 已成为生产和科研不可缺少的重要器件。 2. 光电效应的基本实验规律 在解释实验定律之前，先把实验图(图 1)说明一下，以便接下来更好描
6.16E-34 6.09E-34 6.19E-34 6.21E-34
,从而
说明，计算普朗克常量的公式为
可看到对于不同的光强， 对应入射光的截止电压基本一样， 这就验证了光电 效应第二定律。我们可以看到，所测出来的普朗克常量偏小，这是什么原因呢？ 归根结底，应该要想到“罪魁祸首”应该是截止电压，那为什么它的测量差值会 偏小呢？暗电流和本底电流会加大反向截止电压， 那么是不是电压的测量出问题 了呢？比如，电压表和电流表的接法，内接时电压表的内阻的选择等，对于这个 无法做详细分析。 当反向截止电压为零时，此时可得到截止频率 ，通过拟合所得直线可得到 这一频率 ，即截止波长为 846.4nm，从而验证了光电效应第 三定律。 2. 光电效应第一定律的验证 对所得数据的说明：对于后三组数据，测得的截止电压都为-2.4V，这显 然是不对的，这是因为此时加的反向遏制电压大于对应入射光的反向遏制电 压，所以对应所测电流为零，对于整个图像来说，单个点出错是不会影响整 个图像的。当然对于φ4，436nm 这组数据完全跑偏，不足以验证第一定律， 故舍之。Φ2，436nm 这组数据经验证是 577nm 的，故改之。
光电效应测普朗克常量
光电效应测普朗克常量南昌⼤学物理实验报告课程名称：⼤学物理实验（下）_____________实验名称：光电效应测普朗克常量___学院：信息⼯程学院专业班级：学⽣姓名：学号： __实验地点：基础实验⼤楼B309 座位号： ___ 实验时间：第9周星期三下午三点四⼗五分_______⼀、实验⽬的：1、研究光电管的伏安特性及光电特性。
2、⽐较不同频率光强的伏安特性曲线和遏⽌电压。
3、了解光电效应的规律，加深对光的量⼦性的理解。
4、验证爱因斯坦⽅程，并测定普朗克常量h。
⼆、实验原理：即，因为与α成正⽐，所⽰初动能⼤⼩与光的强度⽆关，只是随着频率的增⼤⽽增⼤，爱因斯坦⽅程可表⽰：式中h为普朗克常量，公认值为h=6.62916。
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。
存在截⽌频率，使，此时吸收的光⼦能量恰好⽤于抵消电⼦逸出功⽽没有多余的动能，即。
因⽽只有当⼊射光的频率时，才能产⽣光电流，不同⾦属的逸出功不同，所以有不同的截⽌频率。
（1）伏安特性⽆光照阴极时，由于阳极和阴极是断路的，所以G中⽆电流通过。
⽤光照射阴极时，由于阴极释放出电⼦⽽形成阴极光电流（简称阴极电流）。
加速电势差越⼤，阴极电流越⼤，增加到⼀定数值后，阴极电流不再增⼤⽽达到某⼀饱和值，的⼤⼩和照射光的强度成正⽐。
（2）遏⽌电压及普朗克常量的测量加速电势差变为负值时，阴极电流会迅速减少，当加速电势差取负值到⼀定值时，阴极电流变为0，与此对应的电势差称为遏⽌电势差，⽤来表⽰。
的⼤⼩与光的强度⽆关，⽽是随着照射光的频率的增⼤⽽增⼤。
（3）截⽌频率（红限）光电效应应该存在⼀个频率阈值，称为截⽌频率（红限）。
当⼊射光频率时，⽆论光强如何，均不能产⽣光电效应；对应⼊射光的频率称为阴极的红限，⽤来表⽰。
（4）光电效应是瞬时效应，只要⼊射光频率满⾜要求，光电管⼀经光线照射，⼏乎同时就有光电⼦产⽣，延迟时间最多不超过s。
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。
光电效应实验报告模板
光电效应实验报告模板南昌大学物理实验报告课程名称: 大学物理实验实验名称: 光电效应专业班级: 土学院: 建筑工程学院木工程154学生姓名: 唐皓迪学号: 6002115150实验地点: 基础实验大楼B座309 座位号: 32实验时间: 第12周星期二下午4点开始一、实验目的:1.研究光电管的伏安特性及光电特性。
2.比较不同频率的光强的伏安特性曲线与遏止电压。
3.了解光电效应的规律，加深对光的量子性的理解。
4.验证爱因斯坦方程，测定普朗克常量。
二、实验原理:当一定频率的光照射到金属表面时，就有电子从金属表面逸出，从金属表面逸出的电子成为光电子。
若在光电管两极加上电压 U，光电子将由K 定向运动到 A，在回路中形成光电流 I。
金属中的电子吸收一个频率为 v 的光子时，便会获得这个光子的全部能量，如果这些能量大于电子12h,,mv摆脱金属表面的溢出功 W，电子就会从金属中逸出，按照能量守恒原理有此式成为爱因m212mv斯坦方程，其中 h 为普朗克常量，ν为入射光频率，为光电子飞出金属后所具有的最大动能，m2W 是电子从金属内部逸出所需的溢出功，根据此式可知，存在截止频率ν使hν-W=0,此时吸收的光0子动能恰好用于抵消电子溢出功而没有多余的动能。
只有当入射光频率ν?ν时才能产生光电流。
不同0金属溢出功不同，所以有不同的截止频率。
1.光电效应的基本实验规律(1)伏安特性无光照阴极时，电路中没有电流。
有光照射时，阴极释放电子产生电流。
加速电势差 U 越大，阴极AK电流越大，当 U 增加到一定数值后，阴极电流不再增大而达到饱和值 I，I 的大小和光照强度成正AKSS比，实验时记录各个电压对应的电流画出曲线，即可得到光电管的伏安特性曲线。
(2)遏止电压及普朗克常量的测量加速电势差 U 变为负值时，阴极电流会迅速减少，当 U 减少AKAK到一定值时，阴极电流变为零。
此时对应的电势差成为遏止电势差 U。
用不同频率的色光照射阴极，a测出对应的遏止电势差，画出 U-ν图，由图线的斜率可以求出 h。
实验报告_光电效应实验
南昌大学物理实验报告学生姓名: 学号：专业班级：材料１24班实验时间：10时０0分第十一周星期四座位号：28一、实验名称：光电效应二、实验目得:ﻫ1、通过实验深刻理解爱因斯坦得光电效应理论,了解光电效应得基本规律;２、掌握用光电管进行光电效应研究得方法;3、学习对光电管伏安特性曲线得处理方法,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得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，从金属表面逸出得电子叫光电子。
为了解释光电效应现象,爱因斯坦提出了“光量子”得概念,认为对于频率为得光波,每个光子得能量为,其中h=6、626为普朗克常数．按照爱因斯坦得理论，光电效应得实质就是当光子与电子相碰撞时,光子把全部能量传递给电子，电子所获得得能量，一部分用来克服金属表面对它得约束，其余得能量则成为该光电子逸出金属表面后得动能。
爱因斯坦提出了著名得光电方程:(１)式中，ν为入射光得频率,为电子得质量，υ为光电子逸出金属表面得初速度,为被光线照射得金属材料得逸出功,１／2mv2为从金属逸出得光电子得最大初动能.由（1)式可见,入射到金属表面得光频率越高，逸出得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得阳极电位被称为光电效应得截止电压。
显然,有eu0-1／2mv2=０(2）代入上式即有(3)由上式可知，若光电子能量ｈ+ν<W,则不能产生光电子。
产生光电效应得最低频率就是ν0=W/h，通常称为光电效应得截止频率.不同材料有不同得逸出功，因而ν0也不同。
由于光得强弱决定于光量子得数量,所以光电流与入射光得强度成正比。
又因为一个电子只能吸收一个光子得能量，所以光电子获得得能量与光强无关,只与光子得频率ν成正比，，将（3）式改写为上式表明，截止电压就是入射光频率ν时,截止电压,没有光电子逸出。
大物光电效应实验报告
大物光电效应实验报告大物光电效应实验报告引言光电效应是指当光照射到金属或半导体材料上时，会引起电子从材料中释放出来的现象。
这一现象的发现对于量子力学的发展具有重要意义。
为了深入了解和研究光电效应，我们进行了一系列实验，本报告将对实验过程、结果和结论进行详细阐述。
实验目的本实验的目的是通过观察和测量光电效应现象，验证光电效应方程，并探究光电效应与光强度、波长、材料性质等因素之间的关系。
实验装置和方法实验所需的装置包括光电效应实验仪、光源、电压调节器、电流计等。
首先，将实验仪器连接好，并调节光源的亮度和位置。
然后，调节电压调节器，使电流计的示数为零。
接下来，通过改变光源的亮度和位置，记录下不同光强度下的电流值。
最后，通过更换不同波长的光源，记录下不同波长下的电流值。
实验结果在实验过程中，我们记录了不同光强度和波长下的电流值，并将其整理成表格和图表进行分析。
首先，我们观察到当光源的亮度逐渐增加时，电流值也逐渐增大。
这表明光强度与光电效应的电流值之间存在正相关关系。
当光源的亮度达到一定程度后，电流值趋于稳定，不再随光强度的增加而增大。
其次，我们发现不同波长的光源对光电效应的电流值有不同的影响。
当波长较长时，电流值较小；而当波长较短时，电流值较大。
这说明波长与光电效应的电流值之间存在负相关关系。
我们还观察到在一定波长范围内，电流值随波长的变化呈现出波动的趋势。
讨论与分析根据实验结果，我们可以得出以下结论和分析：1. 光强度与光电效应的电流值之间存在正相关关系。
这是因为光强度越大，光子的能量越高，电子从材料中解离的能力也越强，从而导致电流值的增大。
2. 波长与光电效应的电流值之间存在负相关关系。
这是因为波长越短，光子的能量越高，电子从材料中解离的能力也越强，从而导致电流值的增大。
3. 在一定波长范围内，电流值随波长的变化呈现出波动的趋势。
这可能是由于材料的能带结构和电子的散射等因素导致的。
结论通过本次实验，我们验证了光电效应方程，并深入了解了光强度、波长和材料性质对光电效应的影响。
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。
大学物理实验光电效应实验报告
大学物理实验光电效应实验报告实验报告
大学物理实验光电效应实验报告
实验目的：
1.了解光电效应的基本原理
2.通过实验可视化效应的产生与电子动能的关系
实验原理：
在实验过程中，我们使用光电效应来分析实验。
光电效应回答
了以下问题：当金属表面照射一个光子时，会发生什么？光电效
应证明了，光子的能量可以传递到金属中的原子或分子中，并损
失自己的能量，使原子或分子中的电子从能级跃迁到另一个能级。
如果电子具有足够的能量，它将被释放出来，并参与金属导电过程，以产生电流。
实验材料：
1. 物理实验室
2. 光电效应实验箱
3. 光源
4. 电压电流模拟器
5. 物理仪器计时器
实验步骤：
1. 连接电路，插上光源并调节电流设定
2. 选择不同的光强度和波长进行照射
3. 通过计时器测量电子飞离金属表面的时间
4. 记录相应的电压和电流成像
实验结果：
1. 随着光的增强，电子飞离金属的时间减少
2. 随着波长缩短，电子飞离金属的时间减少
3. 如果升压器电压过高，会导致光电效应两边的电流变得相等
总结：
本次实验在亲眼观察光学效应的同时，也充分展示了电子运动过程产生的电流。
本次实验彰显了这个过程与量子物理学之间的紧密联系，并展示了光电效应的应用与可能的未来发展。
大学物理实验报告光电效应
大学物理实验报告光电效应一、实验目的1、了解光电效应的基本规律，加深对光的量子性的理解。
2、测量光电管的伏安特性曲线，确定其截止电压。
3、测量光电管的光电特性曲线，计算普朗克常量。
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、爱因斯坦光电方程根据爱因斯坦的光量子理论，金属中的电子吸收了光子的能量后，一部分用于克服金属的逸出功 W₀，另一部分转化为光电子的初动能Ek，即：hv ＝ W₀＋ Ek其中，h 为普朗克常量，v 为入射光的频率，W₀为金属的逸出功。
3、截止电压当光电子受到反向电场的作用时，其动能减小。
当反向电压达到某一值 Uc 时，光电流降为零，此时的反向电压称为截止电压。
根据动能定理，有：eUc ＝ Ek将爱因斯坦光电方程代入上式，可得：eUc ＝ hv W₀4、光电流与光强的关系在一定频率的光照射下，光电流的大小与光强成正比。
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、直流电源、电压表、电流表等按照电路图连接好。
2、预热打开汞灯预热 20 分钟，使其发光稳定。
3、测量伏安特性曲线（1）选择一定频率的光，通过滤光片照射到光电管上。
（2）调节滑动变阻器，逐渐增大反向电压，记录对应的电流值，直到电流为零。
（3）改变入射光的强度，重复上述步骤，测量不同光强下的伏安特性曲线。
4、测量光电特性曲线（1）保持反向电压不变，依次更换不同频率的滤光片，照射光电管。
（2）记录对应的光电流值，测量光电特性曲线。
五、实验数据及处理1、伏安特性曲线以反向电压 U 为横坐标，光电流 I 为纵坐标，绘制不同光强下的伏安特性曲线。
从曲线中可以看出，随着反向电压的增大，光电流逐渐减小，当达到截止电压时，光电流为零。
2、截止电压的确定通过伏安特性曲线，采用交点法或外延法确定截止电压 Uc。
大物光电效应实验报告
大物光电效应实验报告大物光电效应实验报告引言光电效应是物理学中一项重要的实验现象，通过对光电效应的研究，我们可以更深入地了解光的本质以及光与物质之间的相互作用。
本次实验旨在探究光电效应的基本原理和规律，并通过实验数据的分析，验证光电效应的一些重要定律。
实验装置和方法实验所用的装置包括光电效应实验装置、光源、电压表、电流表等。
首先，我们将实验装置搭建好，并保证光源的稳定性。
然后，通过调节光源的强度和距离，观察光电效应的变化规律。
在实验过程中，要注意保持实验环境的稳定，避免外界因素对实验结果的干扰。
实验结果与分析在实验过程中，我们记录下了光电效应的相关数据，并进行了数据分析。
实验结果显示，当光源强度增加时，光电流也随之增加，这与光电效应的基本原理相符。
此外，我们还发现，当光源距离光电池越近时，光电流也越大，这说明光电效应与光的强度和入射角度有关。
根据实验结果，我们可以得出结论：光电效应是指当光线照射到金属表面时，金属中的自由电子被激发并逸出金属表面，形成光电流的现象。
光电效应的产生与光的频率、光的强度以及金属的性质有关。
当光的频率超过一定阈值时，光电效应才会发生。
此外，光电效应的光电流与光的强度成正比，与光的频率无关。
进一步地，我们可以通过实验数据计算出光电效应的截止频率，即当光的频率小于截止频率时，光电效应不会发生。
通过实验数据的处理，我们得到了一条直线，通过截止频率的计算，我们可以得到该直线与频率轴的交点，即为截止频率。
这个实验结果与理论值相符合，验证了光电效应截止频率的计算方法。
实验的局限性和改进在本次实验中，我们只考虑了光的频率和光的强度对光电效应的影响，而未考虑其他因素。
实际上，光电效应还与金属的性质、光的入射角度等因素有关。
因此，为了更全面地了解光电效应，可以进一步研究这些因素对光电效应的影响。
此外，在实验中，我们使用了近似理想的光源和光电池，这可能会对实验结果产生一定的误差。
为了提高实验的准确性，可以采用更精确的光源和光电池，并进行多次实验取平均值，以减小误差。
大物实验报告光电效应
大物实验报告光电效应实验报告：光电效应一、实验目的1.了解光电效应的现象和基本原理。
2.学习使用光电效应实验设备并掌握相关的实验技术。
3.通过实验数据分析，理解光电效应中光电子的能量与光频率的关系。
4.学习使用作图软件处理实验数据。
二、实验原理光电效应是指光子通过照射金属表面，使金属表面的电子吸收光子能量并克服金属内部的电场力束缚，从而离开金属表面的现象。
这个过程可以用爱因斯坦的光电效应方程来描述：E = hν - Φ其中E是光电子的最大动能，h是普朗克常数，ν是光频率，Φ是金属的功函数。
三、实验设备和方法1.光电效应实验装置2.光源（如汞灯）及其光学系统3.电子计数器4.数据采集和处理系统四、实验步骤和数据记录1.开启光源并调整其波长至预设值。
2.将光电效应实验装置和电子计数器连接并开启。
3.调整光源与金属板的距离，保证有明显的光电效应产生。
4.使用电子计数器记录不同波长的光源照射下的光电流，并保存数据。
1.根据实验数据，可以计算出光电子的最大动能E。
根据爱因斯坦的光电效应方程，可以得出光电子的最大动能E与光频率ν的关系图。
2.通过分析光电流与波长的关系，可以得出金属的功函数Φ。
当光子能量大于或等于金属功函数时，才会有光电子产生。
因此，通过分析光电流与波长的关系，可以得出金属的功函数Φ。
3.通过分析实验数据，可以验证爱因斯坦光电效应方程的正确性。
将实验数据代入爱因斯坦光电效应方程中，可以得出一条直线，从而验证了爱因斯坦光电效应方程的正确性。
4.使用作图软件（如Microsoft Excel）将实验数据进行图形化处理，可以得出光电子最大动能E与光频率ν的关系图和光电流与波长的关系图。
这些图形可以帮助我们更好地理解和分析实验数据。
六、结论通过本次实验，我们观察到了光电效应的现象并验证了爱因斯坦光电效应方程的正确性。
我们还学会了使用光电效应实验设备并掌握了相关的实验技术，以及使用作图软件处理实验数据的方法。
南昌大学大二物理实验报告(全)
− ν图，求出直线的斜率 ，即可用 t 䂪
−th
th
,求 ，
，
。
− 577
截止电压
h
− ν图
t
t
- 8䂪
8䂪 h
t 5
- tt8
7h 8
h 5
ht -
87h
7
-
5 hh
5h
- h7t
5 h
K=0.427 10 -14 V/Hz h e k 6.841 10 表 2：伏安特性曲线（546nm）
二、 实验仪器：
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）
图（1） 1—电Βιβλιοθήκη 量程调节旋钮及其量程指示； 2—光电管输出微电流指示表； 3—光电管工作电压指示表； 4—微电流指示表调零旋钮； 5—光电管工作电压调节（粗调） ； 6—光电管工作电压调节（细调） ； 7—光电管工作电压转换按钮; 8—光电管暗箱； 9—滤色片，光阑（可调节）总成； 10—档光罩； 11—汞灯电源箱； 12—汞灯灯箱。
四、 实验内容：
1、测试前准备： 仪器连接：将 FB807测试仪及汞灯电源接通（光电管暗箱调节到遮光位置） ， 预热 20 分钟。调整光电管与汞灯距离约为 40cm 并保持不变，用专用连接线将光 电管暗箱电压输入端与 FB807测试仪后面板上电压输出连接起来（红对红，黑对 黑） 。将“电流量程”选择开关置于合适档位:测量截止电位时调到 1013 A ,做伏 安特性则调到 1010 A (或 1011 A )。测定仪在开机或改变电流量程后，都需要进行 调零。调零时应将装滤色片置于 “0” ，旋转调零旋钮使电流指示为 000.0 。
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。
光电效应测普朗克常量sc
南昌大学物理实验报告课程名称：大学物理实验实验名称：光电效应测普朗克常量学院：专业班级：学生姓名：学号：实验地点：座位号：实验时间：引言：普朗克常量是现代物理学中的一个重要常量；由光电效应实验可简单准确地测定特朗普常量，实验有助于对光的量子性理解。
一、 实验目的1、研究光电管的伏安特性及光电特性。
2、比较不同频率光强的伏安特性曲线与遏制电压。
3、了解光电效应的规律，加深对光的量子性的理解。
4、验证爱因斯坦光电效应方程，并测定普朗克常量h 。
二、 实验仪器FB807型光电效应（普朗克常量）测定仪1. 实验仪器构成：该测定仪由光电检测装置和测定仪主机两部分构成。
光电检测装置包括：光电管暗箱、汞灯灯箱、汞灯电源箱和导轨等。
2. 实验主机为FB807型光电效应（普朗克常量）测定仪，该测定试仪是主要包含微电流放大器和直流电压发生器两大部分组成的整体仪器。
3. 光电管暗箱：安装有滤色片，光阑（可调节）、挡光罩、光电管。
4. 汞灯电源箱：箱内安装镇流器，提供点亮汞灯的电源。
实验仪器组成见下图：三、 实验原理光电效应的实验示意图如右图所示，图中AK 是光电管，K 是光电管阴极，A 为光电管阳极，G 为微电流计，V 为电压表，E 为电源，R 为滑线变阻器，调节R 可以得到实验所需要的加速电位差AK U 。
光电管的A 、K 之间可获得从 U -到0再到 U +连续变化的电压。
实验时用的单色光是从低压汞灯光谱中用干涉滤色片过滤得到，其波长分别为：nm nm nm nm nm 577 ,546 ,436 ,405 ,365。
1. 光电效应的基本实验规律 （1） 伏安特性无光照阴极时，由于阳极和阴极是断路的，所以G 中无电流通过。
用光照射阴极时，由于阴极释放出电子而形成阴极光电流（简称阴极电流）。
加速电位差AK U 越大，阴极电流越大，当AK U 增加到一定数值后，阴极电流不 再增大而达到某一饱和值H I ，H I 的大小和照射光的强度成正比，图中曲线称为光电管伏安特性曲线（如图2所示）。
光电效应
工作电压转换按钮于释放状态，电压调节范围是-2V至+2V，“电流量程”开关应置于* A档。在不接输入信号的状态下对微电流测量装置调零。操作方法是：将暗盒前面的转盘用手轻轻拉出约3mm，即脱离定位销，把ф4mm的光阑标志对准上面的白点，是定位销复位。再把装滤色片的转盘放在挡光位，即指示“0”对准上面的白点，在此状态下测量光电管的暗电流。然后把365nm的滤色片转到窗口，此时把电压表显示的 值调节为-1999V；打开汞灯遮光盖，电流表显示对应的电流值I应为负值。用电压粗调和细调旋钮，逐步升高工作电压，当电压到达某一数值，光电管输出电流为零时，记录对应的工作电压 ，该电压即为365nm单色光的遏止电势差。然后按顺序依次换上405nm、436nm、546nm、577nm的滤色片，重复以上测量步骤。一一记录 值。
光阑孔直径D/mm
2
4
8
I/* A
15
49
196
=30Vλ=577nm D=2mm
距离L/mm
300
350
400
I/* A
255
167
117
六、误差分析：
七、思考题：
八、附上原始数据：
五、实验数据与处理：
-v关系
波长/nm
365
405
436
546
577
频率/* Hz
8.214
7.408
6.879
5.490
5.196
截止电压 /V
-1.939
-1.570
-1.368
-0.823
-0.701
波长为365nm
/V
-2
-1
1
1.5
2.1
5.0
光电效应实验报告
南昌大学物理实验报告学生姓名：黄晨学号：5502211059 专业班级：应用物理学111 班班级编号：S008 实验时间：13时00 分第3 周星期三座位号：07 教师编号：T003成绩：光电效应、实验目的1、研究光电管的伏安特性及光电特性；验证光电效应第一定律；2、了解光电效应的规律，加深对光的量子性的理解；3、验证爱因斯坦方程，并测定普朗克常量。
二、实验仪器普朗克常量测定仪实验原理当一定频率的光照射到某些金属表面上时，有电子从金属表面逸出，这种现象称为光电效应，从金属表面逸出的电子叫光电子。
实验示意图如下图中A,K 组成抽成真空的光电管，A 为阳极，K 为阴极。
当一定频率 v 的光射到金属材料做成的阴极 K 上，就有光电子逸出金属。
若在 A、K 两端加上电压后光电子将由 K 定向的运动到 A，在回路中形成电流I 。
当金属中的电子吸收一个频率为 v 的光子时，便会获得这个光子的全部能量，如果这些能量大于电子摆脱金属表面的溢出功 W，电子就会从金属中溢出。
按照能量守恒原理有学生姓名：黄晨学号：5502211059 专业班级：应用物理111 班级编号：S008实验时间：13 时00分第03周星期三座位号：07 教师编号：T003 成绩：此式称为爱因斯坦方程，式中 h 为普朗克常数， v 为入射光频。
v 存在截止频率，是的吸收的光子的能量恰好用于抵消电子逸出功而没有多余的动能，只有当入射光的频率大于截止频率时，才能产生光电流。
不同金属有不同逸出功，就有不同的截止频率。
1、光电效应的基本实验规律（1）伏安特性曲线当光强一定时，光电流随着极间电压的增大而增大，并趋于一个饱和值。
2）遏制电压及普朗克常数的测量当极间电压为零时，光电流并不等于零，这是因为电子从阴极溢出时还具有初动能，只有加上适当的反电压时，光电流才等于零。
学生姓名：黄晨学号：5502211059 专业班级：应用物理学111 班班级编号：S008实验时间：13时00 分第3 周星期三座位号：07 教师编号：T003成绩：四、实验步骤1．调整仪器，接好电源，按下光源按钮，调节透镜位置，让光汇聚到单色仪的入射光窗口，用单色仪出光处的挡光片 2 挡住光电管窗口，调节单色仪的螺旋测微器，即可在挡光片上观察到不同颜色的光。
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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=1
2
mv2+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。
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u0=hν
e −w
e
=h
e
(ν−ν0)
上式表明, 截止电压u0是入射光频率ν的线性函数，如图2，当入射光的频率ν=ν0时，截止电压u0=0，没有光电子逸出。
图中的直线的斜率k=h/e是一个正的常数：
k=h/e （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e=1.60×10−19C是电子的电量
1. 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U AK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U AK的增加，到达阳极的光电子将逐渐增多。
当正向电压U AK增加到U m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。
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：
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。
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，使得实际I～U曲线较理论曲线下移
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。
阳极反向电流虽然在实验中较显著，但它服从一定规律。
因此，确定遏止电位差值可采用以下两种方法
⑴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5十分接近，因此曲线与U轴交点的电位差值近似等于遏止电位差U0，此即本实验采用的交点法（或零电流法）
(2) 拐点法
光电管阳极反向电流虽然较大，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6中虚线所示的理论曲线下移为实线所示的实测曲线，遏止电位差U0也下移到U’0点。
因此测出U’0点即测出了理论值U0
五、实验内容及步骤：
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h
（1）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0U，并数据记录。
（4）依次换上405nm、436nm、546nm、577nm的滤色片，重复步骤（1）、（2）、（3）。
(5) 测量三组数据,然后对h
求平均值
3、测量光电管的伏案特性曲线：
(1)暗盒光窗口装365nm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577nm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
4、探究饱和电流与光通量、光强的关系
⑴控制电压U=30.0V,波长为365nm,L=400nm时，记录光阑孔分别为2、4、8时的电流。
(2)制电压U=30.0V,波长为365nm,光阑孔为2nm时，记录距离L分别为300nm、350nm、400mm时的电流。
六、数据记录与处理：
表一U a—ν
计算普朗克常量: 当利用不同频率ν的单色光分别作光源时, 可以测出不同频率下的
遏止电位U a。
作出U a 与ν的曲线, 测曲线的斜率k， h=ek 便可求出普朗克常数。
测得斜率k=0.4016×10−14
h=ek=1.1602×10−19×0.4016×10−14=6.6334×10−34
表二I−U AK
光阑孔ϕ：4mm 波长λ ：577nm
光阑孔ϕ：4mm 波长λ ：436nm
表三I s—P关系30V λ:436nm D:8nm
表四I S—P关系9V λ:577nm L:4nm
七、实验小结（思考与讨论）：
注意事项
1、微电流测量仪和汞灯的预热时间必须长于20分钟，连线时务必先接好地线，后接信号线。
切勿让电压输出端A与地短路，以免损坏电源。
微电流测量仪每改变一次量程，必须重新调零。
2、微电流测量仪与暗盒之间的距离在整个实验过程中应当一致。
3、注意保护滤光片，勿用手触摸其表面，防止污染。
4、实验结束时应盖上光电管暗合遮光盖和汞灯遮光盖。