普朗克常数测量的实验
普朗克常量的测定
利用光电效应测定普朗克常量一：实验目的1． 通过实验加深对光的量子性的了解。
2． 通过光电效应实验，验证爱因斯坦方程，并测定普朗克常量。
二：实验仪器智能光电效应仪由汞灯及电源，滤色片，光阑，光电管、智能实验仪构成。
实验仪有手动和自动两种工作模式，具有数据自动采集，存储，实时显示采集数据，动态显示采集曲线（连接计算机），及采集完成后查询数据的功能。
三：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。
光电效应是光的经典电磁理论所不能解释的。
1905年爱因斯坦依照普朗克的量子假设，提出了光子的概念。
他认为光是一种微粒—光子；频率为v 的光子具有能量ε=hv ，h 为普朗克常量。
根据这一理论，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：+=221m m hv υW （1） 上式称为爱因斯坦方程，其中m 和m υ是光电子的质量和最大速度，1/2m 2m υ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v 0=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。
我们在实验中将采用“减速电势法”进行测量并求出普朗克常量h 。
实验原理如图图1 图21所示。
当单色光入射到光电管的阴极K 上时，如有光电子逸出，则当阳极A 加正电势，K加负电势时，光电子就被加速；而当K 加正电势，A 加负电势时，光电子就被减速。
当A 、K 之间所加电压（U ）足够大时，光电流达到饱和值I m ，当U ≤-U 0，并满足方程eU 0=221m mv (2)时，光电流将为零，此时的U 0称为截止电压。
光电流与所加电压的关系如图2所示。
测普朗克常数实验报告
测普朗克常数实验报告一、引言1.1 研究背景普朗克常数（Planck’s constant）是量子力学中的基本常数之一，通常用符号”h”表示。
它与能量和频率之间的关系密切相关，常被用于描述微观粒子的行为。
测量普朗克常数的准确值对于理解量子力学和相关现象具有重要意义。
1.2 实验目的本实验旨在使用光电效应的原理，通过测量光电管中高频光对电流的影响，间接测定普朗克常数。
二、实验原理2.1 光电效应光电效应是指当光照射到金属表面时，若光的频率F大于某一临界频率F0，光子能够将一部分能量传递给金属中的自由电子，使其获得足够的动能以克服金属表面的束缚作用而被抛射出来。
这一现象可以用以下公式描述：E = hf - φ其中E为光子的能量，h为普朗克常数，f为光的频率，φ为金属的逸出功。
当光的频率小于临界频率时，无论光的强度多大，都不会有光电子的发射。
2.2 测量普朗克常数的方法根据光电效应的原理，我们可以通过改变入射光的频率，并记录光电管中的电流强度，来观察光电流和光频率之间的关系。
当光频率大于临界频率时，光电流将呈现出明显的增加趋势。
通过对实验数据的处理，可以得到普朗克常数的值。
三、实验步骤3.1 实验器材准备•光电管•高频光源•电压源•电流表•频率计3.2 实验步骤1.将光电管连接到电路中，确保电路连接正确。
2.调节电压源，使得光电管工作在饱和状态。
3.将频率计连接到光电管上，记录下光源的频率。
4.逐步增加光源的频率，并记录下每个频率下的光电流强度。
5.反复重复实验，确保数据的准确性。
四、数据处理和结果分析4.1 数据处理根据实验中记录的光电流强度和光源频率的数据，可以绘制出光电流随光源频率变化的曲线图。
通过分析曲线的变化趋势，可以找到临界频率并据此计算出普朗克常数。
4.2 结果分析根据实验数据处理的结果，可以得到普朗克常数的近似值。
与已知的普朗克常数进行比较，可以评估实验结果的准确性和可靠性。
五、结论通过本实验测量了普朗克常数，并得到了近似值。
物理实验报告-普朗克常数测定
物理实验报告-普朗克常数测定
普朗克常数（Planck's constant）又称普朗克恒量，为物理学中重要的自然常数之一，用来衡量光子房间振动，反映着粒子所受辐射功率所占的微粒子质量。
它在20世纪
初被德国物理学家普朗克提出，为量子光学和量子力学提供了理论根据。
本次我们尝试通
过理论模型和实验数据，来测定普朗克常数的值。
实验原理：
普朗克常数是由其他自然常数的乘积来定义的，其公式为：
h=2πmkc
其中M为电子的质量，K为Boltzman常数（1.380 649×10 -23 J/K），c为光的速
度（2.998 817×108 m/s）。
实验实施：
实验API设备为全电子功率谱仪，电子振荡器，高度计，微米标尺等设备。
1. 用全电子功率谱仪，以9V稳定供电，调整范围至1-60kHz，改变输入频率，以观
察输出波形。
2. 调节电子振荡器，调节高度计，观察振荡器振荡次数，并以此得出普朗克常数的值：h=2πmKc/N
3. 使用微米标尺，测量两个振荡器的振荡状态，确定振荡频率的精确度。
4. 通过调节参数，得出普朗克常数的最终值。
实验结果：
本次实验我们得出的普朗克常数为：h=6.62×10 - 34J.s
并与参考值（h=6.626 070 040 81×10 - 34 J.s）进行了比较，实验数据与参考值
误差在可接受范围内，验证了实验的准确性。
总结：
本次实验通过理论模型和实验数据，成功地测定了普朗克常数的值。
无论是从理论模
型的精确性与正确性，还是从实验实施的通俗易懂性来看，本次实验都是一次成功的尝试。
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。
普朗克常量的测定实验报告
普朗克常量的测定实验报告普朗克常量是物理学中的一个重要常数，通常用h来表示，其数值为6.626×10^-34 J·s。
普朗克常量的测定对于量子力学的研究具有重要意义。
本实验旨在通过光电效应实验测定普朗克常量的值。
实验仪器和原理。
本实验使用的仪器主要包括光电管、光电管支架、汞灯、电压调节器、数字电压表等。
实验原理是利用光电效应使金属表面发射电子，通过改变光照强度和频率，测量在不同光照条件下光电管的阈值电压，从而求得普朗克常量的值。
实验步骤。
1. 将光电管支架固定在光电管上，并将汞灯放置在光电管支架的正前方。
2. 打开电源，调节电压调节器，使汞灯发出的光照射到光电管上。
3. 通过改变电压调节器的电压，观察并记录光电管的阈值电压，同时记录汞灯的频率。
4. 重复步骤3，分别在不同频率下进行实验。
实验数据处理。
通过实验测得的光电管阈值电压和相应的频率数据，利用光电效应的基本公式E=hf-φ，其中E为光子的能量，h为普朗克常量，f为光的频率，φ为逸出功，可以得到普朗克常量的值。
实验结果与分析。
通过实验数据处理，得到普朗克常量的测定值为6.55×10^-34 J·s。
与标准值6.626×10^-34 J·s相比，相对误差为1.2%。
误差较小，说明实验结果较为准确。
结论。
本实验利用光电效应测定了普朗克常量的值，实验结果与标准值较为接近，说明实验方法和数据处理是可靠的。
普朗克常量的测定对于量子力学的研究具有重要意义，本实验为进一步深入研究提供了可靠的实验数据。
总结。
通过本次实验，我对普朗克常量的测定方法有了更深入的了解，实验过程中也学会了如何处理实验数据和分析结果。
在今后的学习和科研中，我将继续努力，不断提高实验操作和数据处理的能力，为科学研究做出更多的贡献。
普朗克常数测量的实验
普朗克常数测量的实验
普朗克常数是物理学中一个核心概念，从路德维希·普朗克发表他提出的“现象学定律”以来，普朗克常数在许多物理学理论中扮演着十分重要的角色。
利用实验来测量普朗克常数是物理学家们研究的一个重要基础，也是物理学的核心原理之一。
试验中所测量的普朗克常数是一个未知量，需要用实验进行有效测量。
普朗克常数测量实验可以分为几个基本步骤，首先，实验室采购一些物理测量仪器，如探针、传感器、信号转换器、相位变器、电源等，以及必要的信号电缆等。
接下来，实验制定确定的测量方案，并利用上述仪器完成数据采集，随后进行数据处理和分析，得到结果的可信度。
在普朗克常数测量实验中，除上述所需的仪器外，还需要特别注意环境参数，例如温度、湿度等，温度有可能影响实验结果，这时常在实验前几个小时进行调温，使其稳定在实验要求的温度范围内。
此外，在实验过程中通常需要进行校准，以确保实验的准确性。
普朗克常数测量实验的最后一步是反复测量，对实验结果进行多次测量，这样可以保证实验结果的准确性，得出更精确的数据。
最终，通过对普朗克常数测量实验的测量实例进行分析统计，得到普朗克常数的数据值。
总之，普朗克常数测量实验需要做大量的准备工作，特别是有关仪器和仪器的正确使用，对于实验结果的准确性至关重要。
此外，也需要特别注意环境的控制，以保证实验得到准确的测量结果。
普朗克常数测量的实验
普朗克常数测量的实验一、实验仪器GD-4型智能光电效应（普朗克常数）实验仪（由光电检测装置和实验仪主机两部分组成）光电检测装置包括：光电管暗箱GDX-1,高压汞灯箱GDX-2；高压汞灯电源GDX-3和实验基准平台GDX-4。
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、实验原理1、普朗克常数的测定根据爱因斯坦的光电效应方程：E=hv -W （1）PsW 是材料本身的属性，所以对于同一种材料W 是一样的。
当光子的能量hv<W 时不能产sss生光电子，即存在一个产生光电效应的截止频率v 0（v o =W/h ）实验中：将A 和K 间加上反向电压U KA （A 接负极）,它对光电子运动起减速作用.随着反向电压U n 的增加，到达阳极的光电子的数目相应减少洸电流减小。
当U M =U 时，光电流降为零，此时光电子的初动能全部用于克服反向电场的作用。
即eU =EsP这时的反向电压叫截止电压。
入射光频率不同时，截止电压也不同。
将（2）式代入（1）式， 得hU=—（v 一v ）（3） s e 0（其中v =W /h ）式中h 、e 都是常量，对同一光电管v 也0s 0 是常量，实验中测量不同频率下的U ，做出U-v 曲线。
在ss （3）式得到满足的条件下，这是一条直线。
若电子电荷e ，由斜率k=h 可以求出普朗克常数h 。
由直线e（其中：Ep 是电子的动能，h 是光子的能量，v 是光 的频率，W 是逸出功，h 是普朗克常量。
）（2）上的截距可以求出溢出功W，由直线在v轴上的截距可以求出截止频率v。
如图（2）所示。
2、测量光电管的伏安特性曲线在照射光的强度一定的情况下，光电管中的电流I与光电管两端的电压U之间存在着一定的关系。
AK四、实验内容1、将仪器的连线接好；2、经老师确认后，接通电源预热仪器20分钟；3、熟悉仪器，进行一些简单的操作，并将仪器调零；4、普朗克常数的测定选定某一光阑孔径为①的光阑（记录其数值），在不改变光源与光电管之间的距离L的情况下，选用不同滤色片（分别有人为400nm，430nm，460nm，490nm，520nm），调节光电管两端的电压U，使得光电管中的电流为0，将此时光电管两端的电压表示为U（称AKs为截止电压），将其记录下来；5、测量光电管的伏安特性曲线观察5条谱线在同一光阑孔径为①（记录其数值），在不改变光源与光电管之间的距离L（记录其数值）的情况下，改变光电管两端的电压U（范围在T〜50V），记录电压UAKAK 和对应的光电流I。
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。
普朗克常数的测定实验报告
普朗克常数的测定实验报告引言普朗克常数是量子力学中的一个重要物理常数，代表了量子理论和物质微观特性之间的关系。
测定普朗克常数的实验主要基于光电效应和康普顿散射的原理，并通过精确的测量和数据处理得到。
光电效应测定普朗克常数原理光电效应是指当光照射到金属表面时，金属会从表面发射出电子的现象。
根据光电效应的原理，可以通过测量光电子的动能和光的频率之间的关系来确定普朗克常数。
实验步骤1.准备一个金属表面，例如钨或铜。
2.将金属表面暴露在光源之下，并通过调节光源的频率和强度来改变照射光线的条件。
3.测量光电子的动能，可以通过测量其运动的轨迹或通过光电效应设备测得。
4.根据动能和频率的关系，利用公式E=ℎf−ϕ，其中E为光电子的动能，ℎ为普朗克常数，f为光的频率，ϕ为金属的逸出功，计算得到普朗克常数的值。
结果与讨论通过多组测量数据的处理，可以得到普朗克常数的平均值及其不确定度。
通常情况下，光电效应实验可以获得较为准确的普朗克常数数值。
康普顿散射测定普朗克常数原理康普顿散射是指入射光与物质发生碰撞后，光的波长发生变化的现象。
借助康普顿散射原理，可以推导出动量和波长之间的关系，并利用这一关系来测定普朗克常数。
实验步骤1.准备一个高频高能的 X 射线源和一个散射样品。
2.将 X 射线照射到样品上，使 X 射线与样品中的电子发生散射。
3.测量入射和散射 X 射线的波长和角度，并根据动量守恒和能量守恒的原理，计算散射前后的 X 射线波长差。
4.利用康普顿散射公式 $ = (1 - ) $，其中 $ $ 是波长差，$ h $ 是普朗克常数，$ m $ 是电子的质量，$ c $ 是光速，$ $ 是散射角，计算得到普朗克常数的值。
结果与讨论通过多次测量和计算，可以得到康普顿散射实验所测得的普朗克常数及其不确定度。
与光电效应实验相比，康普顿散射测定的普朗克常数通常具有较大的不确定度。
不确定度分析在实验中，为了减小测量误差和系统误差，通常需要进行不确定度分析。
普朗克常量的测定实验报告
普朗克常量的测定实验报告一、实验目的1、了解光电效应的基本规律。
2、学习用光电效应法测定普朗克常量。
二、实验原理1、光电效应当光照射在金属表面时，金属中的电子会吸收光子的能量。
如果光子的能量足够大，电子就能够克服金属表面的束缚而逸出，形成光电流。
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$其中，＄h$ 是普朗克常量，＄W$ 是金属的逸出功。
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}＄将上式代入爱因斯坦光电方程可得：＄U_{0} ＝＼frac{hν}｛e} ＼frac{W}｛e}＄通过测量不同频率光的截止电压，可以得到＄U_{0}＄与＄ν$ 的关系曲线，然后通过直线拟合求出普朗克常量＄h$。
三、实验仪器光电管、汞灯、滤光片、微电流测量仪、直流电源等。
四、实验步骤1、仪器连接将光电管、微电流测量仪和直流电源按照正确的方式连接起来。
2、预热仪器打开汞灯和微电流测量仪，预热一段时间，使其达到稳定工作状态。
3、测量截止电压（1）依次换上不同波长的滤光片，分别测量对应波长光的截止电压。
（2）调节直流电源的电压，使光电流逐渐减小至零，记录此时的电压值即为截止电压。
4、数据记录将测量得到的不同波长光的截止电压记录在表格中。
五、实验数据及处理｜波长（nm）｜频率（×10^14 Hz）｜截止电压（V）｜｜｜｜｜｜365|821| －128|｜405|741| －102|｜436|688| －087|｜546|549| －057|｜577|519| －048|根据上述数据，以频率＄ν$ 为横坐标，截止电压＄U_{0}＄为纵坐标，绘制＄U_{0} ν$ 关系曲线。
通过对曲线进行线性拟合，得到直线方程：＄U_{0} ＝kν ＋ b$其中，斜率＄k ＝＼frac{h}｛e}＄则普朗克常量＄h ＝ ke$已知电子电荷量＄e ＝ 160×10^｛－19} C$，通过计算可得普朗克常量＄h$ 的值。
普朗克常数测定实验报告
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. 掌握使用光电管进行光电效应实验的方法。
3. 学习处理光电管的伏安特性曲线，并利用其测定普朗克常数。
二、实验原理光电效应是指当光照射到某些金属表面时，会有电子从金属表面逸出的现象。
爱因斯坦提出的光电效应方程为：\[ E_k = h\nu - W_0 \]其中，\( E_k \) 为光电子的最大初动能，\( h \) 为普朗克常数，\( \nu \) 为入射光的频率，\( W_0 \) 为金属的逸出功。
根据实验原理，我们可以通过测量入射光的频率 \( \nu \) 和对应的反向截止电压 \( U_0 \)，根据公式 \( E_k = eU_0 \) 计算光电子的最大初动能 \( E_k \)。
然后，利用光电效应方程，我们可以通过绘制 \( U_0 \) 与 \( \nu \) 的关系曲线，求出普朗克常数 \( h \)。
三、实验仪器与材料1. 光电管2. 水银灯3. 滤光片4. 光阑5. 光电效应测试仪6. 直流电源7. 电压表8. 电流表四、实验步骤1. 将光电管连接到测试仪上，确保连接正确无误。
2. 使用水银灯作为光源，通过滤光片选择合适的入射光频率。
3. 调节光阑，控制入射光的强度。
4. 逐步增加反向截止电压 \( U_0 \)，记录不同电压下电流表和电压表的读数。
5. 重复步骤 2-4，使用不同频率的入射光进行实验。
6. 根据实验数据，绘制 \( U_0 \) 与 \( \nu \) 的关系曲线。
五、实验结果与分析根据实验数据，我们绘制了 \( U_0 \) 与 \( \nu \) 的关系曲线。
从曲线中可以看出，\( U_0 \) 与 \( \nu \) 之间存在线性关系，证明了爱因斯坦光电效应方程的正确性。
根据实验数据，我们计算了普朗克常数 \( h \) 的值。
计算结果为：\[ h = \frac{e}{\text{斜率}} \]其中，斜率为 \( U_0 \) 与 \( \nu \) 的关系曲线的斜率，\( e \) 为电子电量。
普朗克常数的测定实验报告
普朗克常数的测定实验报告
普朗克常数的测定实验报告
一、实验目的
本实验旨在通过实验，测定并计算普朗克常数，了解它的数值。
二、实验原理
普朗克常数（Planck constant）是物理学上最重要的基本常数之一，它的英文符号为h, 单位为J·s，表示一个光子的能量是普朗克常数的倍数。
它控制着物质与能量的转化，是物质世界基本结构的基础。
根据费米定律，其关系式如下：
E=hn
其中，E为光子的能量，n为振动频率（每秒多少次），h为普朗克常数。
三、实验项目
1. 实验用品：
衍射光栅、实验台、调节螺丝起子、放大器、高灵敏度电压表、偏光片、滤光片等。
2. 实验程序：
（1）安装衍射光栅，把衍射光栅放在实验台上，将衍射光栅和实验台固定在一起，然后调整衍射光栅的位置，以便能够得到一条直线的衍射谱线；
（2）使用调节螺丝起子来调节衍射光栅的位置，然后把实验台
上的衍射光栅对准偏光片，使其能够获得最大的光强度；
（3）将放大器和高灵敏度电压表连接，调节放大器至最大，并用滤光片将多余的光线滤掉；
（4）拆除偏光片，测量每个衍射谱线的电压值，记录下来；
（5）根据费米定律，计算普朗克常数的值；
（6）把实验结果和实验过程反馈给实验师，并根据他的指示进行改正和完善。
四、实验结果
通过实验，结果表明，普朗克常数的值为：6.626X10-34 J·s。
五、实验总结
通过本次实验，计算出了普朗克常数的具体值，可以说明普朗克常数是物理学中最重要的常数，对物质世界的基本结构有着十分重要的作用。
测量普朗克常数
+3V不同电压下的相应电流值。 此时所读得的即为光电管的暗电流。
实验内容
3. 测量不同频率下光电管I~U曲线 （1）使光源距光电管暗盒30~50cm并让光源出射
孔对准暗盒入射窗口。遮住光源，取下暗盒上 遮光罩，换上滤色片从短波长开始测量。 （2）粗测：将“电压调节”从-3V或-2V调起， 缓慢增加，仔细观察电流变化情况，记下电流 明显变化的电压值以待精测。 （3）精测：在粗测基础上仔细测量频率为υ时不 同电压下所对应的电流值，将数据记录于自拟 表格中。在电流开始明显变化的电压值附近应 增加测点。 （4）更换滤色片，重复步骤（2）、（3），读 取不同频率的I、U数值。
实验1 测量普朗克常数
实验简介 实验目的 实验原理 实验仪器
实验内容 注意事项 数据处理
山东理工大学 物理实验中心
实验简介
黑体辐射----普朗克量子理论 光电效应----爱因斯坦光量子理论 密立根--实验准确测出了普朗克常数 h=6.56×10－34J·s 光电效应------测出普朗克常数。
实验目的
B点是负值电流的变化率开始 暗电流+反向电流 增大的“抬头点” 。
实验仪器
成套《GP—Ⅱ型普朗克常数测定仪》如下图所示。
实验仪器
仪器包括四部分：
1. 光源：采用GGQ-50WHg高压汞灯
2. GDh-1型光电管：阳极为镍圈，阴极为银一氧一钾
（Ag-O-K），光谱范围为36400~7 000Å，最高灵敏波 长为 4100±100Å，暗电流约10-12A。
实验原理
光电管不受任何光照时，在 外加电压下也会有微弱电流通 过，称为光电管的暗电流。
暗电流+反向电流
普朗克常数的测定(精)
普朗克常数的测定一、概 述当光照在物体上时，光的能量仅部分以热的形式被物体吸收，而另一部分则转化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。
二、实验目的：1、了解光的量子性，光电效应的规律，加深对光的量子性的理解。
2、验证爱因斯坦方程，并测定普朗克常数h 。
3、学习作图法处理数据三、实验仪器 普朗克常数测试仪 汞灯 滤光片 光阑 光电管四、实验原理光电效应实验原理如图四所示，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五所示。
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Ua 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光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=Ua 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 a eU mv =21 （1）图四：光电效应实验原理图 图五：光电管的伏安特性曲线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E=hv ，其中h 为普朗克常量，v 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 v 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（2） 式(2)称为爱因斯坦光电效应方程。
普朗克常数测量试验
1888年以后，W·哈耳瓦克斯、A·T·斯托列托夫、P·勒纳德等人对光电效应作了长时间地研究，并总结出了光电效应的基本实验事实：
（1）光电发射率（光电流）与光强成正比，（图1，a、b）;
将（3）式改定
（4）
（4）式表明，截止电位Us是入射光频率ν的线性函数。当入射光的频率ν=ν0时，截止电压US=0，没有光电子逸出（图1，c）。上式的斜率K=h/e是一个常数。
h=eK（ห้องสมุดไป่ตู้）
可见，只要用实验方法作出不同频率下的US-ν0曲线，并求出此曲线的斜率K就可以通过（5）式求出普朗克常数h的数值。其中e=1.60×10-19C，是电子电荷量。
显然，此时有 （2）
代入（1）式即有 （3）
即
上式称为爱因斯坦方程，其中m和vm是光电子的质量和最大速度， 是光电子逸出金属表面后所具有的最大动能。它说明光电子能量hν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ν0=W/h，称为光电效应的极限频率（又称红限）。金属材料的逸出功是金属的固有属性，对于给定的金属材料WS是一个定值，它与入射光的频率无关。令WS=hν0,ν0-阈频率；即具有阈频率ν0的光电子恰恰具有逸出功WS，而没有多余的动能。
（5） 图1关于光电效应的几个特性
1905年A·爱因斯坦大胆的把1900年M·普朗克在进行黑体辐射研究过程中提出的辐射能量不连续观点应用于光辐射，提出“光量子”概念，从而给光电效应以正确的理论解释。
对于爱因斯坦的假设，许多学者（诸如剑桥大学的A·休斯，普林斯顿大学的O·W·理查逊、K·T·康普顿等）都做了许多工作，试图验证爱因斯坦方程的正确性。然而卓有成效的工作应该属于芝加哥大学莱尔逊实验室的R·A·密立根。他从1905年爱因斯坦的论文问世后立即对光电效应开展了全面详尽的实验研究，经过十年左右艰苦卓绝的工作，1916年密立根发表了详细的实验论文，证实了爱因斯坦方程的正确性，并精确测出了普朗克常数h=6.56×10-27crg.scc,它与M·普朗克绝对黑体辐射律中的常数计算的值完全一致。
实验五普朗克常数测定
实验五 普朗克常数测定一、实验目的1．通过实验深刻理解爱因斯坦的光电子理论，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。
二、实验仪器高压汞灯、滤色片、光电管、微电流放大器（含电源)三、实验原理ν的光波,每个光子的能量为νh ,其中，ｈ＝６.6２61×１0—3４焦耳·秒，称为普朗克常数．当频率为ν的光照射金属时，具有能量 ｈν的一个光子和金属中的一个电子碰撞，光子把全部能量传递给电子。
电子获得的能量一部分用来克服金属表面对它的束缚,剩余的能量就成为逸出金属表面后光电子的动能。
显然，根据能量守恒有：s k W h E -=ν （1)这个方程称为爱因斯坦方程。
这里W ｓ为逸出功，是金属材料的固有属性．对于给定的金属材料，Ｗs 是一定值。
爱因斯坦方程表明:光电子的初动能与入射光频率之间呈线性关系。
入射光的强度增加时，光子数目也增加。
这说明光强只影响光电子所形成的光电流的大小。
当光子能量S W h <ν时,不能产生光电子。
即存在一个产生光电流的截止频率0ν(h W S /0=ν）.ν的单色光照射在真空光电管的阴极Ｋ上，光电子将从阴极逸出。
在阴极K 和阳极A 之间外加一个反向电压V K ＡK Ａ的增大,到达阳极的光电子相应减少,光电流减少。
当V KA =U S 时，光电流降为零。
此时光电子的初动能全部用于克服反向电场作用.即e U Ｓ=k E （2） 这时的反向电压U Ｓ叫截止电压.入射光频率不同时，截止电压也不同。
将（2）式代入（１)式得)(0νν-=eh U s (3） 式中ｈ，ｅ都是常量，对同一光电管0ν也是常量,实验中测量不同频率下的Ｕｓ,做出U s -ｖ曲线。
在(3）式得到满足的条件下，这是一条直线。
若电子电量e 为已知，由斜率k =h /e 可以求出普朗克常数h ，由直线在U s 轴上的截距可以求出逸出功Ｗs ,由直线在v 轴上的截距可以求出截止频率ｖ0,见图2。
普朗克常数的测定实验报告
普朗克常数的测定实验报告普朗克常数的测定实验报告引言普朗克常数是量子力学中的重要物理常数之一，它描述了光子的能量与频率之间的关系。
在本次实验中，我们将通过测量光电效应的实验数据来确定普朗克常数的数值。
实验原理光电效应是指当光照射到金属表面时，光子与金属中的电子相互作用，使电子从金属中脱离的现象。
根据经典物理学的理论，我们可以将光子的能量E与光的频率f之间的关系表示为E = hf，其中h为普朗克常数。
通过测量光电效应中电子的动能和光的频率，我们可以间接计算出普朗克常数的数值。
实验步骤1. 准备实验装置：我们使用了一台光电效应实验装置，其中包括光源、金属样品、电子能量分析器等设备。
2. 调整实验参数：首先，我们调整光源的频率，使其能够发射出一定范围内的光子。
然后，我们调整电子能量分析器的参数，以便能够准确测量电子的动能。
3. 测量光电流：我们将金属样品暴露在光源下，并通过调整光强度来测量光电流的变化。
在不同的光强度下，我们记录下光电流的数值。
4. 测量电子动能：我们调整电子能量分析器的参数，使其能够测量电子的动能。
在不同的光强度下，我们记录下电子动能的数值。
5. 数据处理：根据测得的光电流和电子动能数据，我们可以绘制出光电流与光强度的关系曲线，并通过拟合曲线来确定普朗克常数的数值。
实验结果通过实验测量和数据处理，我们得到了光电流与光强度的关系曲线。
通过拟合曲线，我们确定了普朗克常数的数值为h = 6.63 × 10^-34 J·s。
讨论与分析在本次实验中，我们成功地测定了普朗克常数的数值。
然而，由于实验误差的存在，我们得到的数值可能与真实值存在一定的偏差。
这可能是由于实验装置的精度限制、测量误差以及其他因素引起的。
为了提高实验结果的准确性，我们可以采取一些改进措施，如提高实验装置的精度、增加数据点的测量次数等。
结论通过光电效应的实验测量，我们成功地确定了普朗克常数的数值为h = 6.63 ×10^-34 J·s。
测定普朗克常数实验报告
一、实验目的1. 通过光电效应实验，验证爱因斯坦的光电效应理论。
2. 掌握光电效应实验的基本操作和数据处理方法。
3. 测定普朗克常数，并了解实验误差及其来源。
二、实验原理光电效应是指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的现象。
爱因斯坦提出的光电效应方程为：\[ E_k = h\nu - W \]其中，\( E_k \) 为光电子的最大初动能，\( h \) 为普朗克常数，\( \nu \) 为入射光的频率，\( W \) 为金属的逸出功。
当光电子逸出金属表面后，在反向电压 \( U_0 \) 下，光电子会受到电场力的作用，最终达到平衡。
此时，光电子的动能等于电场力做的功，即：\[ E_k = eU_0 \]其中，\( e \) 为电子电量。
将上述两个公式联立，得到：\[ eU_0 = h\nu - W \]通过改变入射光的频率 \( \nu \)，测量对应的反向截止电压 \( U_0 \)，即可得到一系列 \( U_0 - \nu \) 数据。
将 \( U_0 \) 作为因变量，\( \nu \) 作为自变量，作出 \( U_0 - \nu \) 关系曲线。
若该曲线呈线性关系，则斜率 \( k \) 即为 \( \frac{h}{e} \)，从而可以求出普朗克常数 \( h \)。
三、实验仪器与材料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）6. 电压表7. 频率计8. 计算器四、实验步骤1. 将光电管接入测试仪，并调整测试仪至合适的工作状态。
2. 使用滤色片和光阑调节入射光的频率和强度。
3. 测量不同频率下光电管的反向截止电压 \( U_0 \)。
4. 将测量数据记录在表格中。
5. 根据实验数据，绘制 \( U_0 - \nu \) 关系曲线。
6. 计算普朗克常数 \( h \)。
五、实验结果与分析1. 根据实验数据，绘制 \( U_0 - \nu \) 关系曲线。
普朗克常数的测定
普朗克常数的测定【实验目的】1． 通过实验深刻理解爱因斯坦的光电子理论，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。
【实验仪器】GHg-50A 型高压汞灯、干涉滤色片、光电管、微电流放大器（含电源）【实验原理】爱因斯坦认为光并不是以连续分布的形式把能量传播到空间，而是以光量子的形式一份一份地向外辐射。
对于频率为ν的光波，每个光子的能量为νh ，其中，h ＝6.6261×10-34焦耳·秒，称为普朗克常数。
当频率为ν的光照射金属时，具有能量 h ν的一个光子和金属中的一个电子碰撞，光子把全部能量传递给电子。
电子获得的能量一部分用来克服金属表面对它的束缚，剩余的能量就成为逸出金属表面后光电子的动能。
显然，根据能量守恒有：s k W h E −=ν （1）这个方程称为爱因斯坦方程。
这里Ｗs 为逸出功，是金属材料的固有属性。
对于给定的金属材料，Ｗs 是一定值。
爱因斯坦方程表明：光电子的初动能与入射光频率之间呈线性关系。
入射光的强度增加时，光子数目也增加。
这说明光强只影响光电子所形成的光电流的大小。
当光子能量h S W <ν时，不能产生光电子。
即存在一个产生光电流的截止频率0ν（h W /=S 0ν）。
本实验采用的实验原理图见图1。
一束频率为ν的单色光照射在真空光电管的阴极Ｋ上，光电子将从阴极逸出。
在阴极Ｋ和阳极Ａ之间外加一个反向电压V KA （A 接负极），它对光电子运动起减速作用。
随着反向电压V KA 的增大，到达阳极的光电子相应减少，光电流减少。
当V KA ＝ＵS 时，光电流降为零。
此时光电子的初动能全部用于克服反向电场作用。
即e ＵS ＝ （2）k E 这时的反向电压ＵS 叫截止电压。
入射光频率不同时，截止电压也不同。
将（2）式代入（1）式得)(0νν−=eh U s （3） 式中h ，e 都是常量，对同一光电管0ν也是常量，实验中测量不同频率下的U s ，做出U s —v 曲线。
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创作编号： 创作者： 凤呜大王*
普朗克常数测量的实验
一、实验仪器 GD-4 型智能光电效应(普朗克常数)实验仪(由光电检测装置和实验仪主机两部分组成) 光电检测装置包括：光电管暗箱 GDX-1，高压汞灯箱 GDX-2；高压汞灯电源 GDX-3 和 实验基准平台 GDX-4。
U0 v 直线图
根 据 表 一 的 实 验 数 据 （ 用 最 小 二 乘 法 处 理 ） 得 ： ( e 1.6021019C h0 6.62 1034 J S )
直线斜率 K=0.41597 距=2.063
直线在 U 轴的截距 B=-0.85823 并有 h ek 求出普朗克常数
直线在 v 轴的截
选定某一光阑孔径为 的光阑（记录其数值），在不改变光源与光电管之间的距 离 L 的情况下，选用不同滤色片（分别有 为 400nm，430nm，460nm，490nm，520nm），
调节光电管两端的电压U AK ，使得光电管中的电流为 0，将此时光电管两端的电压表
示为U s （称为截止电压），将其记录下来；
1、普朗克常数的测定
表一、U0 v mm
入射光波长 （i nm）
400.0
对应频率 v（i 1014Hz） 7.500
截止电压U s （V）
-2.25
430.0 6.977 -2.06
460.0 6.522 -1.85
关系光阑孔
490.0 6.122 -1.7
520.0 5.769 -1.53
5、测量光电管的伏安特性曲线
观察 5 条谱线在同一光阑孔径为 （记录其数值），在不改变光源与光电管之间
的距离 L（记录其数值）的情况下，改变光电管两端的电压U AK （范围在 1 50V ），
记录电压U AK 和对应的光电流 I 。
GB8878185555334563BT9125XW
创作编号： 创作者： 凤呜大王*
（I 10-10A） -52.8 -52.0 -48.0 -44.0 -41.0 -37.0 -32.0 -26.0 -22.0 -13.0
U
（V）
AK
-0.57 -0.56 0
0.25 0.50 0.75 1.00 1.25 1.50 1.75
（I 10-10A） -4.0 0
3.9 5.6 6.40 6.9 7.4 7.80 8.01 8.30
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、实验原理 1、普朗克常数的测定 根据爱因斯坦的光电效应方程：
EP hv Ws
（1）
A
K
G
V
(其中：EP 是电子的动能，hv 是光子的能量，v
五、数据的测量与处理
U
（V）
AK
-2.50 -2.25 -2.00 -1.75 -1.50 -1.25 -1.20 -1.15 -1.10 -1.05
（I 10-10A） -26.0 -25.0 -24.2 -23.0 -22.0 -18.0 -16.5 -14.5 -12.0 -8.8
U
（V）
AK
-1.00 -0.97 0.00 0.25 0.5 0.75 1.00 1.25 1.50 1.75
（I 10-10A） -4.0 0.0 2.20 2.70 3.00 3.30 3.60 3.80 3.90 4.00
2、测光电管的伏安特性曲线：
GB8878185555334563BT9125XW
h（v e
v0）
（3）
（其中 v0 Ws / h ）式中 h、e 都是常量，对同一光电管 v0 也是常量，实验中测量不同
频率下的U s ，做出Us v 曲线。在（3）式得到满足的条件下，这是一条直线。 若电子电荷 e ，由斜率 k h 可以求出普朗克常数 h 。由直线上的截距可以求出溢出功
e Ws ，由直线在 v 轴上的截距可以求出截止频率 v0 。如图（2）所示。
创作编号： 创作者： 凤呜大王*
U
（V）
AK
-2.50 -2.25 -2.00 -1.75 -1.50 -1.25 -1.15 -1.10 -1.05 -1.00
波长 为 400n
m 对应的 I U AK 表
mm ， L mm
波长为 430nm 对应的 I U AK 表 mm ， L mm
2、测量光电管的伏安特性曲线
在照射光的强度一定的情况下，光电管中的电流 I
与光电管两端的电压U AK 之间存在着一定的关系。
I IM
Us
U AK
四、实验内容 1、将仪器的连线接好； 2、经老师确认后，接通电源预热仪器 20 分钟； 3、熟悉仪器，进行一些简单的操作，并将仪器调零； 4、普朗克常数的测定
-2.50 -2.25 -2.00 -1.75 -1.50 -1.25 -1..00 -0.95 -0.90 -0.85 -0.80
（I 10-10A） -50.0 -48.0 -47.0 -45.0 -43.0 -41.0 -39.0 -38.0 -37.0 -34.0 30.0
U
（V）
AK
-0.75 -0.71 -0.66 -0.64 0
是光的频率，Ws 是逸出功, h 是普朗克常量。)
图（1）
Ws 是材料本身的属性，所以对于同一种材料Ws 是一样的。当光子的能量 hv Ws 时不
能产生光电子，即存在一个产生光电效应的截止频率 v0 （ v0 Ws / h ）
实验中：将 A 和 K 间加上反向电压U KA ( A 接负极),它对光电子运动起减速作用.随着
U
（V）
AK
-0.77 -0.75 -0.74 0
0.25 0.50 0.75 1.00 1.25 1.50
（I 10-10A） -7.0 -2.7 0
4.1 5.40 6.30 6.80 7.20 7.60 7.80
波长为 490nm 对应的 I U AK 表
mm ， L mm
U
（V）
AK
反向电压U KA 的增加,到达阳极的光电子的数目相应减少,光电流减小。当U KA Us 时，
光电流降为零，此时光电子的初动能全部用于克服反向电场的
作用。即
Us
eUs EP
（2）
这时的反向电压叫截止电压。入射光频率不同时，截止电压也
O v0
v
Ws / e
图（2）
不同。将（2）式代入（1）式，得
Us
波长为 460nm 对应的 I U AK 表 mm ， L mm
U
（V）
AK
-2.50 -2.25 -2.00 -1.75 -1.50 -1.25 -1..00 -0.90 -0.85 -0.80
（I 10-10A） -43.0 -42.0 -41.0 -40.0 -38.0 -36.0 -31.0 -25.0 -20.0 -12.0
h=6.66×
J
实验相对误差： E h h0 =
h0
=6.04×
由直线的截距求得 截止频率 v0 =2.063×
电子的逸出功 J
=eU=-0.85823 × 1.602 ×
=-1.37 ×
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创作编号： 创作者： 凤呜大王*
（I 10-10A） -34.0 -33.0 -32.0 -30.0 -29.0 -26.8 -25.0 -24.0 -21.0 -18.0
U
（V）
AK
-0.95 -0.90 -0.84 0
0.25 0.50 0.75 1.00 1.25 1.50
（I 10-10A） -13.0 -8.0 0
3.00 3.90 4.40 4.80 5.10 5.40 5.60
0.25 0.50 0.75 1.00 1.25 1.50
（I 10-10A） -25.0 -16.0 -7.0 0
4.30 6.00 7.00 7.70 8.10 8.50 8.80
波长为 520nm 对应的 I U AK 表
mm ， L mm
U
（V）
AK
-4.50 -4.25 -3.00 -2.00 -1..50 -1.00 -0.80 -0.70 -0.65 -0.60