光电效应测普朗克常数h思考题
光电效应思考题
1、光电效应是物理学中一个重要而神奇的现象，在光的照射下，某些物质内部的电子会被光子激发出来而形成电流，即光生电。
内光电效应是被光激发所产生的载流子（自由电子或空穴）仍在物质内部运动，使物质的电导率发生变化或产生光生伏特的现象。
外光电效应是被光激发产生的电子逸出物质表面，形成真空中的电子的现象。
电光效应是将物质置于电场中时物质的光学性质发生变化的现象。
某些各向同性的透明物质在电场作用下显示出光学各向异性物质的折射率因外加电场而发生变化的现象为电光效应。
电光效应包括泡克耳斯(Pockels)效应和克尔(Kerr)效应。
单光子光电效应：我们常说的光电效应为单光子光电效应，也就是每个电子同一时间只吸收一个光子。
多光子光电效应：当单位体积内同时相互作用的能量子的数目大到使得发射光的能量子可以从几个入射能量子中取得能量。
2、普朗克常量的意义：普朗克常数是现代物理学中最重要的常数之一,它成为区分宏观客体和微观客体的界限。
普朗克常数的发现,在物理学的发展史上具有划时代的意义,它第一次表明了辐射能量的不连续性,这是现代物理学中富有革命性的事件。
由于它的发现,物理学进入了一个全新的时代,这个理论物理学的新概念导致了量子理论的建立。
1905年爱因斯坦在解释光电效应时,将普朗克的辐射能量不连续的假设作了重大发展,提出光是由能量为hυ的光量子构成的粒子流。
爱因斯坦和德拜用量子概念计算了固体中振动能量随频率的分布,由此解释了固体比热在低温下趋于零的特征。
后来,科学家们证明了康普顿效应是一种量子效应,是普朗克常数h起重要作用的量子现象,在经典极限下,h趋于零,能谱由分立变连续,X射线被电子散射后波长不变,康普顿效应不存在。
光的波粒二象性,是对光的本质的深刻认识,正是表达式ε=hυ和p=h/λ把标志波动性质的υ和λ同标志微粒性的E和p,通过普朗克常数h定量地联系起来了。
在光的二象性的启发下,德布罗意提出了与光的二象性完全对称的设想,即实物粒子也具有波粒二象性的假设,粒子的能量与波的(角)频率、波矢量间满足德布罗意关系,1926年薛定谔建立了物质波的波动方程,算出了氢原子的量子化能量,与实验完全符合。
光电效应测普朗克常数h思考题
光电效应测普朗克常数h思考题1、什么叫光电效应？光照射到金属上，引起物质的电性质发生变化。
这类光变致电的现象被人们统称为光电效应（Photoelectric effect）。
光电效应分为光电子发射、光电导效应和阻挡层光电效应，又称光生伏特效应。
前一种现象发生在物体表面，又称外光电效应。
后两种现象发生在物体内部，称为内光电效应。
2、普朗克常数h的重要性。
普朗克常数是现代物理学中最重要的常数之一,它成为区分宏观客体和微观客体的界限。
普朗克常数的发现,在物理学的发展史上具有划时代的意义,它第一次表明了辐射能量的不连续性,这是现代物理学中富有革命性的事件。
由于它的发现,物理学进入了一个全新的时代,这个理论物理学的新概念导致了量子理论的建立。
1905年爱因斯坦在解释光电效应时,将普朗克的辐射能量不连续的假设作了重大发展,提出光是由能量为hυ的光量子构成的粒子流。
爱因斯坦和德拜用量子概念计算了固体中振动能量随频率的分布,由此解释了固体比热在低温下普朗克常数是现代物理学中最重要的常数之一,它成为区分宏观客体和微观客体的界限。
普朗克常数的发现,在物理学的发展史上具有划时代的意义,它第一次表明了辐射能量的不连续性,这是现代物理学中富有革命性的事件。
由于它的发现,物理学进入了一个全新的时代,这个理论物理学的新概念导致了量子理论的建立。
1905年爱因斯坦在解释光电效应时,将普朗克的辐射能量不连续的假设作了重大发展,提出光是由能量为h υ的光量子构成的粒子流。
爱因斯坦和德拜用量子概念计算了固体中振动能量随频率的分布,由此解释了固体比热在低温下。
3、还有什么其他方法测普朗克常数h ？A 、电子衍射方法：1924年德布罗意提出实物粒子也具有波粒二象性的假设，他认为粒子的特征波长λ与动量p 的关系与光子相同，即ph 式中h 为普朗克常数。
设电子初速度为零，在电位差为V 的电场中作加速运动。
在电位差不太大时，即非相对论情况下，电子速度c （光在真空中的速度），故02201/m cv m m ≈-=其中0m 为电子的静止质量。
光电效应法测普朗克常数h
3. 光电管
光电管是利用光电效应原理制成的能将光信 号转化为电信号的光电器件。 GD- 4 型真空光电管的结构如图1所示。它的 外形是一只球形真空玻璃泡，在约半个内壁上， 涂以容易发射电子的锑、铯等金属材料，制成具 有半透明感光薄层的阴极。阳极作成小圆盘状， 位于管的中央。
简图
图 1 GD- 4 型真空光电管结构
滤光片：滤光片是一组通用有色玻璃 滤色片，它具有从光源中滤选出不同谱线的能力。 本实验所用滤光片能选出 365.0nm ， 404.7nm ， 4 35.8nm ， 546.1nm ， 577.0nm 等谱线。 减光片：中性减光片是一组具有不同 灰度的玻璃片，它具有衰减光强的能力，用于从 同一光源获得不同的光强。本实验所用的 3 块减 光片对波长为 577.0nm 的单色光的透过率分别为 ： 25 ％， 50 ％， 75 ％。
(1) 伏安特性 当照射光的频率和强度一定时，光电 流随两极间电压变化的特性称为伏安特性，其曲 线如图 2 所示。
ห้องสมุดไป่ตู้图2
光电管的伏安特性曲线
U Y U m sin t
从图中可以看出，正向电压开始增加 时，光电流也增加，当电压增加到某一数值后， 光电流不再增加或增加很少，达到饱和，称为饱 和光电流，使光电流达到饱和的最小正向电压 Ub 称为饱和电压。另外，饱和光电流 IH 与光强 P 成 正比。从图2可知，极间电压为零时光电流并不为 零，这是因为有些光电子具有一定的初动能，即 使没有电场作用，也能到达阳极形成较小的光电 流。当光电管两端加反向电压时，光电流迅速减 小但不立即降到零，直至反向电压达到时 Ua ，光 电流才为零， Ua 称为截止电压。这表明此时具有 最大动能的光电子也被反向电场所阻挡，应有
光电效应法测普朗克常数
思考题答案
1、光电效应的实验规律有哪几个方面？ 答：①当入射光的波长不变时，光电流的大小与入射光的强 度成正比。
②光电子的最大动能与入射光的强度无关，仅与入射光的 频率有关，频率越高，光电子的动能就越大。
仪器简介
②光电子的最大动能与入射光的强度无关，仅与入射光的频率有关，频率越高，光电子的动能就越大。
答：通过测量某一频率光的伏安特性曲线，在曲线上找出其曲率半径最大点所对应的电压值，这个电压称之为光电管的遏止电压。
然后细测，在电流明显变化的电压值附近，仔细读出入射光照射下不同电压所对应的的光电流；
2、测量光电管的暗电流
（1）让光源出射孔对准暗盒窗口，并使暗盒离开光源30～50cm放大器“倍率”置×10-6。
最后作图找拐点，拐点所对应的电压就是遏止电压。
实验完毕，用遮光罩分别罩住光源出光孔和光电管进光孔。
（2）顺时针缓慢旋转“电压调节”旋钮，并合适地改变“电压量程”和“电压极性”关系。
答：采用加长遮光筒、光电管背对室内光源的办法即可减小室内杂散光对实验的干扰。
“倍率”置“短路”，“电流极性”置“－”， “工作位置”置“ＤＣ”，“电压极性”置“－”， “电压量程”置“－3.0V或2.8V”，”电压调节”反时针 调到最小状态 ３、更换滤色片时，要先将光源出光孔遮住，决不能使 光源直接照射光电管。
实验完毕，用遮光罩分别罩住光源出光孔和光电管 进光孔。 ４、实验中不能随便关闭汞灯，实验完毕，经教师检查 合格后，再关闭汞灯。
光3、电手效动应测法光测电普管朗的克I～常5V数、特性怎样减小室内杂散光对实验的干扰？
6 、 本 实 验 是 如 何 测 量 普 朗 克 常 数 的 ？ 请 简 述 从短波长起小心地逐次换入滤色片，仔细读出不同频率的入射光照射下的光电流。
光电效应和普朗克常数的测量
光电效应与普朗克常数的测量【实验目的】1) 通过光电效应实验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h ； 3) 测定光电管的伏安特性曲线． 【实验原理】光电效应是由赫兹在1887年首先发现的，这一发现对认识光的本质具有极其重要的意义．1905年，爱因斯坦从普朗克的能量子假设中得到启发，提出光量子的概念，成功地说明了光电效应的实验规律．1916年，密立根以精确的光电效应实验证实了爱因斯坦的光电方程，测出的普朗克常数与普朗克按绝对黑体辐射定律中的计算值完全一致．爱因斯坦和密立根分别于1921年和1923年获得诺贝尔物理学奖．光电效应的应用极为广泛．用光电效应的原理制成的光电管、光电倍增管及光电池等各种光电器件，是光电自动控制、有声电影、电视录像、传真和电报等设备中不可缺少的器件．在光的照射下，从金属表面释放电子的现象称光电效应． 1．光电效应及其规律 光电效应的基本规律有：①饱和光电流：饱和光电流强度与入射光强度成正比；②存在截止频率：对某一种金属来说，只有当入射光的频率大于某一频率0v 时，电子才能从金属表面逸出，电路中才有光电流，这个频率0v 叫做截止频率——红限；③线性性：用不同频率的光照射金属K 的表面时，只要入射光的频率大于截止频率，截止电压与入射光频率具有线性关系．④瞬时性：无论入射光的强度如何，只要其频率大于截止频率，则当光照射到金属表面时，几乎立即就有光电流逸出（延迟时间约为10-9s ）．2．爱因斯坦光子假说与光电效应方程1905年，爱因斯坦对光的本性提出了新的理论，认为光束可以看成是由微粒构成的粒子流，这些粒子流叫做光量子，简称光子．在真空中，光子以光速c 运动．一个频率为ν的光子具有能量νh ，h 为普朗克常数．按照光子理论，光电效应可解释如下：当金属中的一个自由电子从频率为ν的入射光中吸收一个光子后，就获得能量νh ．如果νh 大于电子从金属表面逸出时所需的逸出功W ，这个电子就可从金属中逸出．根据能量守恒定律，应有212m h mv W ν=+ （1）图1 实验原理图 图2 I －U 特性曲线☆讲义阅后请放在实验台上，不要带走！☆式中212m mv 是光电子的最大初动能，上式称为爱因斯坦光电效应方程．爱因斯坦方程表明光电子的初动能与入射光的频率成线性关系．入射光的强度增加时，光子数也增多，因而单位时间内光电子数目也将随之增加，这就很自然地说明了光电子数与光的强度之间的正比关系．由方程(1)，假定2102m mv =，得：0/W h ν=． 这表明频率为0ν(截止频率)的光子具有发射光电子的最小能量．如果光子频率低于0ν，不管光子数目多大，单个光子没有足够的能量去发射光电子，所以截止频率相当于电子所吸收的能量全部消耗于电子的逸出功时入射光的频率．3．普朗克常量的测量如图1表示实验装置的光电原理．单色光投射到光电管的阴极金属板K ，释放光电子（发生光电效应），A 是集电极（阳极）．由光电子形成的光电流可以被微安表测量．在保持光照射不变的情况下，如果在AK 之间施加反向电压（集电极为负电位），光电子就会受到电场的阻挡作用，当反向电压足够大时，达到S U 光电流降到零，S U 就称做截止电压．不难理解，截止电压与光电子最大初动能间有如下关系212m S mv eU = （2） 即有0()S h W hU v v v e e e=-=- （3） 则测出不同频率ν的入射光所对应的截止电压S U ，由此可作~S U ν图线，由直线斜率e h /可求得普朗克常数h ．由该直线与横轴的交点，可求出“红限”频率0ν．这就是密立根验证爱因斯坦光电效应方程的主要实验思想．实际测量的光电管伏安特性曲线存在某些干扰，主要有：（1）存在暗电流和本底电流：在完全没有光的照射下，由光电管阴极本身的电子热运动所产生的电流称为暗电流．由于外界各种漫反射光照射到光电管阴极所形成的电流称为本底电流．（2）存在阳极电流：光电管在制造和使用时，阳极不可避免地被阴极材料所沾染．在光的照射下，被沾染的阳极也会发射光电子并形成阳极电流，在光电管加反向电压时，该电流流向与阴极电流流向相反．由于上述原因，致使实测曲线光电流为零时所对应的电压并不是截止电压．确定截止电压，主要有两种办法：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,因此曲线与U 轴交点的电位差值近似等于遏止电位差S U ，此即为交点法．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，因此测出拐点即测出了理论值S U ．图4 存在反向电流的I-U 特性曲线【实验装置】光源（高压汞灯，可用谱线为365.0nm 、404.7nm 、435.8nm 、546.1nm 、577.0nm 共五条强谱线）、滤光片、光电管暗盒、微电流测量仪、光电管工作电源【实验内容及步骤】1. 测试前准备:⑴接通测试仪及汞灯电源，预热约20min ．盖上光电管暗箱和汞灯的遮光盖，将光电管与汞灯距离调整并保持在400mm 不变．注意：汞灯一旦开启，不要随意关闭！⑵测试仪调零：盖上光电管暗箱和汞灯的遮光盖，“电压”选择在“－2V ～+30V”档，“电流量程”选择在“1010A -”档，旋转“电流调零”旋钮使“电流表”指示为“000.0”．注意：每次调换“电流量程”，都应重新调零！ 2. 测光电管的伏安特性曲线(AK IU 曲线)将“电压”选择按键置于“－2V ~ +30V”档，将“电流量程”选择开关置于“1010A -”或“1110A -”挡并重新调零，将直径为2mm 的光阑及波长435.8nm 的滤光片插在光电管入射窗孔前．⑴从截止电压开始由低到高调节电压，直至30V （不高于30V ）． 从截止电压到0V 区间，电压取值间隔为0.25V ； 从0V 到8V 区间，电压取值间隔为1.5V ； 从8V 到30V 区间，电压取值间隔为3V ． 每取一电压值，记录数据．表一 400AK I U L mm -=关系435.8nm 光阑2mm AK ()U V11(10)I A -⨯435.8nm 光阑4mm AK ()U V11(10)I A -⨯546.1nm 光阑2mm AK ()U V11(10)I A -⨯546.1nm 光阑4mmAK ()U V11(10)I A -⨯注意：由于光电流会随光源、环境光以及时间的变化而变化，测量光电流时，选定AK U 后，应取光电流读数的平均值．为了使每个电流值都有三位有效数字，测量过程中须变换“电流量程”． ⑵换上直径为4mm 的光阑，重复步骤⑴．图5 实验装置⑶换上波长546.1nm 的滤光片，重复步骤⑴、⑵． 3. 验证光电管的饱和光电流m I 与入射光强P 成正比关系在AK U 为30V 时，选择“电流量程”使得电流值有三位有效数字，并重新调零．在同一入射频率，同一入射距离下，记录光阑直径分别为2mm 、4mm 、8mm 时对应的电流值于表中．表二 AK 30 400m I P U V L mm -==关系4. 普朗克常数的测量零电流法 将“电压”选择按键置于“－2V ~ +2V”档，“电流量程”选择在“1210A -”档并重新调零．将直径为4mm 的光阑及波长为365.0nm 的滤光片插在光电管入射窗孔前，调节电压AK U ，使得光电流I 为零，此时测试仪中显示的电压值即可认为是该入射光频率对应的截止电压．重复测量四次，填入表中．依次更换其余四个滤光片（注意：一定要先盖上汞灯的遮光盖再更换滤光片），测出各自对应的截止电压．补偿法 调节电压AK U 使电流为零后，保持AK U 不变，遮挡汞灯光源，此时测得的电流1I 为电压接近截止电压时的暗电流和本底电流．重新让汞灯照射光电管，调节电压AK U 使电流升至1I ，将此时对应的电压AK U 的绝对值作为截止电压S U ．此法可以补偿暗电流和本底电流对测量结果的影响．表三 4 400S U v mm L mm -Φ==关系光阑孔【数据处理】1．根据表一的数据在坐标纸上作AK I U 关系曲线．2．根据表三的数据在坐标纸上作SU v 直线，得出直线的斜率后求普朗克常数h ，与公认值340 6.62610h J s -=⨯⋅比较求相对误差．同时求红限频率0v ．3．验证光电管的饱和光电流m I 与入射光强P 成正比关系． 【注意事项】1．汞灯关闭后，不要立即开启电源．必须待灯丝完全冷却后再开启，以延长汞灯寿命． 2．实验过程中注意随时盖上汞灯的遮光盖，一定要先盖上汞灯的遮光盖再更换滤光片． 3．实验结束时应盖上光电管暗箱和汞灯的遮光盖！ 4．滤光片要保持清洁，禁止用手摸关系面．5．光电管不使用时，要断掉阳极与阴极之间的电压，防止意外光线照射，保护光电管． 【思考题】1．光电效应法测普朗克常数的依据是什么？2．加在光电管两端的电压为零时，光电流为什么不为零？3．什么叫光电效应？爱因斯坦提出的光电效应理论有哪些内容？4．说明光电效应与光频率、光强 、逸出功、截止电压、截止频率的关系，简述暗电流产生的原因及测量方法．5．在实验中，为什么在光电管暗盒子窗口上装小孔光阑？若改变光电管上的照度，对AK IU 曲线有何影响？。
5 实验五 光电效应法测量普朗克常数
普朗克常数 h 是 1900 年普朗克为了解决黑体辐射能量分布时提出的“能量 子”假设中的一个普适常数，是基本作用量子，也是粗略地判断一个物理体系是 否需要用量子力学来描述的依据。 1905 年爱因斯坦发展了辐射能量 E 以 h ( 是光的频率 )为不连续的最小单位的量子化思想， 成功地解释了光电效应实验 中遇到的问题。1916 年密立根用光电效应法测量了普朗克常数 h，同时证实 了光量子能量方程式的成立。光电效应实验有助于我们了解量子物理学的发展 及对光的本性认识。今天，光电效应已经广泛地应用于现代科学技术的各个 领域，利用光电效应制成的光电器件已成为光电自动控制、微弱光信号检测 等技术中不可缺少的器件。 一、实验目的 1．了解光电效应的基本规律，验证爱因斯坦光电效应方程。 2．掌握光电效应法测定普朗克常数 h。 3．用三种数据处理方法分析实验结果。 二、实验仪器 BEX-8504 型光电效应实验仪。 DH-GD-3 型普朗克测定仪。 具体包括：可调直流（恒压）电源，微电流测量仪，高压汞灯，滤光片 （中心波长：365 nm、405 nm、436 nm、546 nm、577 nm） 、光阑（2 mm，4 mm， 8 mm） 、光电管、导轨、遮光罩。 三、实验原理 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的，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，阴极上的电子吸收了光子的能 量后逸出金属阴极表面并被阳极所俘获，形成光电流。 1. 光电流与外加电压大小的关系 光电流随加速电位差 U 变化的伏安特性曲线如图 2 所示。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，而与入射光的频率无关。当阳极和阴极之间加上反向电 压时，光电流迅速减小。实验中发现，存在一个遏止电位差 Ua，当电位差达到 这个值时，光电流为零。 1
光电效应测普朗克常数思考题汇总
一、光电效应的定义电子在光的作用下从某些物质表面发射出来的现象称为光电效应。
逸出来的电子称为光电子。
光电效应分为内光电效应和外光电效应。
内光电效应是指被光激发所产生的载流子（自由电子或空穴）仍在物质内部运动，使物质的电导率发生变化或产生光生电动势的现象。
内光电效应又可分为光电导效应和光生伏特效应。
外光电效应是指被光激发产生的电子逸出物质表面，形成真空中的电子的现象。
单光子的光电效应是指某一时刻物质表面的每个电子只吸收一个光子，这也是通常所说的光电效应。
如果单位体积内同时相互作用的能量子的数目大到使得发射光的能量子可以从几个入射能量子中取得能量，即一个电子可以同时吸收两个及两个以上的光子，就称为多光子的光电效应。
在此情况下，光电效应的规律有相应的变化：1. 光电流与入射光强的n 次幕成正比，而不限于线性关系；2. 入射光强决定能否产生n 光子光电效应，由推广的爱因斯坦光电效应方程A nh E -=νmax 可知，它对光电子的最大动能是有影响的；3. 红限（极限频率）已经失去原有的意义，在原来单光子的光电效应下，钠、金、银、钨、镍等需用绿蓝光（甚至紫外光）才能产生光电效应，现在红色（甚至红外）的激光都能使这些金属产生光电效应。
电光效应是指将物质置于电场中时，物质的光学性质发生变化的现象。
比如某些各向同性的透明物质在电场作用下显示出光学各向异性，物质的折射率因外加电场而发生变化。
电光效应包括泡克耳斯效应和克尔效应。
二、光电效应可以测普朗克常数的原理爱因斯坦光电效应方程为A mv h +=2021ν (1) 式中，A 为金属的逸出功，2021mv 为光电子获得的初始动能。
根据该式，入射到金属表面的光频率越高，逸出的光电子动能越大，所以即使光电管阳极电势低于阴极电势时也会有光电子到达阳极形成光电流，直至两极电势差低于截止电压，光电流才为零。
此时有关系20021mv eU =(2) 将(2)式代入(1)式可得 A h eU -=ν0即eA e h U -=ν0 上式表明截止电压0U 是入射光频率ν的线性函数，直线斜率/k h e =。
实验十七 利用光电效应测普朗克常数
实验十七 利用光电效应测普朗克常数光电效应是由赫兹在1887年首先发现的，这一发现对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。
1905年，年仅26岁的爱因斯坦从普朗克的能量子假设中得到启发，提出光量子的概念，成功地说明了光电效应的实验规律。
1916年，密立根以精确的光电效应实验证实了爱因斯坦的光电效应方程。
爱因斯坦和密立根分别于1921年和1923年获得诺贝尔物理学奖。
利用光电效应已制成光电管、光电倍增管等光电器件，在科学技术中得到广泛应用，并且至今还在不断开辟新的应用领域，具有广阔的应用前景。
本实验的目的是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，并且通过对光电效应的研究有助于学习和理解量子理论。
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 ，验证爱因斯坦光电效应方程。
（3）学会测量不同频率下截止电压的方法。
二、实验仪器ZKY-GD-4智能光电效应实验仪。
三、实验原理1.光电效应普朗克常数是物理学中一个重要的常数，可以用光电效应实验简单而有效地求出。
光电效应是指一定频率的光照射在金属或金属氧化物的表面时会有电子从金属表面逸出的现象。
光电效应的实验原理如图4-77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的，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阴极K 时，产生的光电子在电场的作用下向阳极A 迁移形成光电流。
改变外加电压AK U ，测量出光电流I 的大小，即可得出光电管的伏安特性曲线如图4-78所示。
由实验可得光电效应的基本规律如下：（1）对应于某一频率不变的入射光，光电效应的AK U I -关系如图4-78所示。
从图中可见，对一定的频率，当0U U AK ≥时，I 迅速增加，然后趋于饱和，饱和光电流M I 的大小与人射光的强度P 成正比。
光电效应测定普朗克常量思考题和实验误差答案[整理]
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光电效应测定普朗克常量思考题和实验误差答案光电效应测定普朗克常量【预习思考题】1．一般来说，光电管的阳极和阴极的材料不同，它们的逸出功也不同，而且阴极的逸出功总是小于阳极的逸出功，因此它们之间的接触电势差在K-A空间形成的是一个反向阻挡电场，试定量说明接触电势差对光电管伏安曲线的影响？答：接触电势差使光电管伏安曲线向右平移。
2．什么是遏止电势差Uc？影响遏止电势差确定的主要因素有哪些？在实验中如何较精确地确定遏止电势差？答：在阴极光电效应中，当光电管两端加上反向电压时,阴极光电流迅速减小,但直到反电压达到某个Uc时阴极光电流才为零, Uc称为阴极光电流遏止电势差。
影响阴极光电流遏止电势差确定的主要因素有二：1.当光照射到阴极时，必然有部分光漫反射至阳极，至使阳极产生光电效应并发射光电子，这些光电子很易到达阳极而形成阳极光电流；2.当光电管无任何光照时，在外加电压作用下仍会有微弱电流流过，我们称之为光电管的暗电流。
在实验中较精确地确定阴极光电流遏止电势差的方法是：拐点法3．如何由光电效应测出普朗克常量h？答：由实验得到遏止电势差Uc和照射光的频率的直线关系，由直线斜率可求出h【分析讨论题】1．根据遏止电势差Uc与入射光频率的关系曲线，请大致确定阴极材料逸出功与阳极材料逸出功之间的差值？答：2．在用光电效应测定普朗克常量的实验中有哪些误差来源？在实验中是如何减小误差的？你有何建议？答：在用光电效应测定普朗克常量的实验中的误差来源主要来自单色光不够严格以及阴极光电流的遏止电势差的确定，而影响阴极光电流遏止电势差确定的主要因素有光电管的阳极光电流和光电流的暗电流。
在实验中主要通过分析阳极光电流和暗电流的特点(阳极光电流在反向区域几乎呈饱和状态,而暗电流很小,且电流随电压线性变化，它们均对阴极光电流在Uc显著拐弯的性质无影响)，在实验中通过对实际光电流测定,找到曲线拐点的方法来精确地求得Uc的。
单色光的获得尽可能用精度较高的单色仪获得,而不用滤色(片)的方法获得；此外应尽量减小反射到阳极的散射光，适当提高光电管的真空度以及二电极之间的距离，以减小暗电流的大小。
大学物理实验光电效应测普朗克常数课后问题解答
光电效应测普朗克常数1.简述爱因斯坦光电效应方程的物理意义E=hv-W一束光打到一块金属上，光的；频率是v ，我们知道 hv 是一个光子的能量，即这束光的最小的能量，金属中电子要摆脱原子核的束缚飞出金属表面就需要吸收能量，及吸收一个光子，但是如果光子的能量不足以让电子飞出金属表面，电子式飞不出来的，我们就没看到有光电子。
若是能量大于所需能量（即逸出功W），就可以发生光电效应（更确切的说是外光电效应，还有一个就是内光电效应，即吸收了光子发生跃迁，没有脱离金属），并且多余的能量转化为光电子的动能，即E2.举例说明光电效应的应用利用光电效应可以把光信号转变为电信号，动作迅速灵敏，因此利用光电效应制作的光电器件在工农业生产、科学技术和文化生活领域内得到了广泛的应用．光电管就是应用最普遍的一种光电器件．光电管的类型很多．图7-3甲是其中的一种．玻璃泡里的空气已经抽出，有的管里充有少量的惰性气体（如氩、氖、氦等）．管的内半壁涂有逸出功小的碱金属作为阴极K．管内另有一阳极A.使用时照图7-3乙那样把它连在电路里，当光照射到光电管的阴极K时，阴极发射电子，电路里就产生电流．光电管不能受强光照射，否则容易老化失效．光电管产生的电流很弱，应用时可以用放大器把它放大．光控继电器工业生产中的大部分光电控制设备都用光控继电器．图7-4是光控继电器的示意图．它由电源、光电管、放大器、电磁继电器几部分组成。
当光照射光电管时，光电管电路中便产生电流，经放大器放大后，使电磁铁M磁化，把衔铁N吸住；没有光照射光电管时，电路中没有电流，衔铁N在弹簧的作用下就自动离开M．如果把衔铁N跟控制机构相连，就可以达到自动控制的目的．光控继电器在工业上可以用于产品的自动计数、安全生产等方面．用于自动计数时，可以把产品放在传送带上，光源和光电管分别放在传送带的两侧，每当传送带上输送过去一个产品时，光线被挡住一次，光控继电器就放开衔铁一次，由衔铁控制的计数器的数字就加一．工人在冲床、钻床、锻压机械上劳动时，如有不慎，容易出事故．为保证安全，可以在这些机床上安装光控继电器．当工人不慎将手伸入危险部位时，由于遮住了光线，光控继电器就立即动作，使机床停下来，避免事故的发生．有声电影最早的电影是没有声音的．后来虽然有了声音，但那是靠留声机来配合影片播放的．声和影配合不好时，效果当然不好．我们现在能够看到声和影完全配合一致的有声电影，还是多亏了光电管．影片摄制完后，要进行录音．录音时通过专门的设备使声音的变化转变成光的变化，从而把声音的“像”摄制在影片的边缘上，形成宽窄变化的暗条纹，这就是影片边上的音道．放映电影时，利用光电管把“声音的照片”还原成声音．方法是：在电影放映机中用强度不变的极窄的光束照射音道，由于影片上各处的音道宽窄不同，所以在影片移动的过程中，通过音道的光的强度也就不断变化；变化的光射向光电管时，在电路中产生变化的电流，把电流放大后，通过喇叭就可以把声音放出来．3.何谓电子逸出功电子克服原子核的束缚,从材料表面逸出所需的最小能量,称为逸出功。
光电效应及普朗克常数测定
THQPC－1型普朗克常数测定仪（光电效应实验仪）光电效应及普朗克常数测定前言量子论是近代物理的基础之一，而光电效应可以给量子论以直观、鲜明的物理图像，随着科学技术的发展，光电效应已广泛用于工农业生产、国防和许多科技领域。
普朗克常数（公认值h=6.62619×10-34J.s.）是自然科学中一个很重要的常数，它可以用光电效应法简单而又准确地求出，所以，进行光电效应实验并通过实验求取普朗克常数有助于学生理解量子理论和更好地认识h这个常数。
1887年H·赫兹在验证电磁波存在时意外发现，一束光照射到金属表面，会有电子从金属表面逸出，这个物理现象被称为光电效应。
1888年以后，W·哈耳瓦克期、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，并总结了光电效应的基本实验事实：（1）光电流与光强成正比；（2）光电效应存在一个截止频率，当入射光的频率低于某一阈值υ0时，不论光的强度如何，都没有光电子产生；（3）光电子的动能与光强无光，但与入射光的频率成正比；（4）光电效应是瞬时效应，一经光线照射，立刻产生光电子，停止光照，即无光电子产生。
一、实验目的1．通过对实验现象的观测与分析，了解光电效应的规律和光的量子性。
2．观测光电管的弱电流特性，找出不同光频率下的截止电压。
3．了解光的量子理论与波动理论，并验证爱因斯坦方程进而求出普朗克常数。
二、实验仪器1．THQPC-1型普朗克常数测定仪微电流测试仪；1THQPC－1型普朗克常数测定仪（光电效应实验仪）2．THQPC-1型普朗克常数测定仪测试台。
三、实验原理爱因斯坦认为从一点发出的光，不是按麦克斯韦电磁学说指出的那样以连续分布的形式把能量传播到空间，而是以hυ为能量单位（光量子）的形式一份一份地向外辐射，至于光电效应，是具有能量hυ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。
光电效应测普朗克常数
实验三 光电效应测普朗克常数【试验目的】通过实验了解光的量子性，测量光电管的弱电流特性，找出不同光频率下的截止电压，验证爱因斯坦方程，并由此求出普朗克常数。
【实验仪器】普朗克常数测定仪，高压汞灯，光电管【注意事项】１．必须在了解仪器的使用规则后方可进行实验。
２．滤色片是经精选和精加工的，更换时注意避免污染，使用前应用擦镜纸认真揩擦以保证良好的透光。
３．更换滤色片时应先将光源出射孔遮盖，实验完毕后应用遮光罩盖住暗盒光窗，以免强光照射阴极缩短光电管寿命。
４．光源射出的光必须直射光电管的阴极，此时暗盒可作左右及高低调节。
为避免光线直射阳极，测试时光窗处宜加φ4～6毫米的光阑。
５．测量放大器须充分预热，测量才能准确。
接线时先接好地线，后接信号线，注意不能将输出端与地短路，以免烧毁电源【实验原理】在光的照射下，从金属表面释放电子的现象称为光电效应。
光电效应的基本规律可归纳为：光电流与光强成正比；入射光频率低于某一临界值0v 时，不论光的强度如何，都没有光电子产生，称0v 为截止频率；光电子的动能与光强无关，与入射光频率成正比。
爱因斯坦突破了光的能量连续分布的观念，他认为光是以能量hv E =的光量子的形式一份一份向外辐射。
光电效应中，具有能量hv 的一个光子作用于金属中的一个自由电子，光子能量hv 或者被完全电子吸收，或者完全不吸收。
电子吸收光子能量hv 后，一部分用于逸出功ϕe ，剩余部分成为逸出电子的最大动能为ϕe hv mv -=2max（ 1）此式称为爱因斯坦方程。
式中h 为普朗克常数，公认值为6.626176×10-34s J ⋅。
即存在一截止频率，此时吸收的光子能量恰好用于电子逸出功，没有多余的动能。
由上式可知，当0=-ϕe hv 时，则022=mv ，存在一截止频率0v ，此时吸收的光子能量hv 恰好用于电116——图子逸出功ϕe ，没有多余能量。
因而当ϕe hv <时没有光电流，只有入射光的频率0v v >时才有光电流。
光电效应测普朗克常量思考题
光电效应测普朗克常量思考题1、什么叫光电效应？答：光电效应是指物质吸收光子（photon）并激发出自由电子的行为。
当金属表面在特定的光辐照作用下，金属会吸收光子并发射电子（electron），发射出来的电子叫做光电子（photoelectron）。
当光子把光电子弹出时,光子本身已经没有能量了。
由公式所推:。
光的波长需小于某一临界值（相等于光的频率高于某一临界值）时方能发射电子，其临界值即为极限频率和极限波长，频率满足。
临界值取决于金属材料，而发射电子的能量取决于光的波长而非光的强度，这一点无法用光的波动性解释。
根据光的波动理论，光的能量仅与光强有关。
还有一点与光的波动性相矛盾，即光电效应的瞬时性，按波动性理论，如果入射光较弱，照射的时间要长一些，金属中的电子才能积累住足够的能量，飞出金属表面。
可事实是，只要光的频率高于金属的极限频率，光的亮度无论强弱，电子的产生都几乎是瞬时的，不超过秒。
正确的解释是光必定是由与波长有关的严格规定的能量单位(即光子或光量子)所组成。
这种解释为爱因斯坦所提出。
内光电效应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（比如电阻率改变，这是与外光电效应的区别，外光电效应则是逸出电子）。
内光电效应又可分为光电导效应和光生伏特效应。
（光电效应原理可以查看该词条，此处不做赘述）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。
[1]光照射到半导体或绝缘体的表面时，使物体内部的受束缚电子受到激发，从而使物体的导电性能改变。
这就称为内光电效应。
显然照射的辐射通量愈大，则被激发的电子数愈多，该物体的电阻值就变的愈小。
外光电效应外光电效应是指物质吸收光子并激发出自由电子的行为。
当金属表面在特定的光辐照作用下，金属会吸收光子并发射电子，发射出来的电子叫做光电子。
实验讲义-光电效应和普朗克常数的测量
实验--光电效应和普朗克常数的测量1887年德国物理学家H.R.赫兹发现电火花间隙受到紫外线照射时会产生更强的电火花。
赫兹的论文《紫外光对放电的影响》发表在1887 年《物理学年鉴》上。
论文详细描述了他的发现。
赫兹的论文发表后，立即引起了广泛的反响，许多物理学家纷纷对此现象进行了研究，用紫外光或波长更短的X 光照射一些金属，都观察到金属表面有电子逸出的现象，称之为光电效应。
对光电效应现象的研究，使人们进一步认识到光的波粒二象性的本质，促进了光量子理论的建立和近代物理学的发展，现在光电效应以及根据光电效应制成的各种光电器件已被广泛地应用于工农业生产、科研和国防等各领域。
【实验目的】① 通过实验加深对光的量子性的认识；② 验证爱因斯坦方程，并测量普朗克常数以及阴极材料的“红限”频率。
【实验原理】一、光电效应及其实验规律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。
研究光电效应的实验装置如图4.3.1所示，入射光照射到阴极K 时，由光电效应产生的光电子以某一初动能飞出，光电子受电场力的作用向阳极A 迁移而构成光电流。
一定频率的光照射阴极K 所得到的光电流I 和两极间的电压U 的实验曲线如图4.3.2所示。
随着光电管两端电压的增大,光电流趋于一个饱和值m I ，当U ≤S U 时，光电流为零，S U 称为反向遏止电压。
总结所有的实验结果，光电效应的实验规律可归纳为：（1） 对于一种阴极材料，当照射光的频率确定时，饱和光电流m I 的大小与入射光的强度成正比。
kAGV入射光光电管 图4.3.1光电效应实验装置示意图 0US U图4.3.2 U ——I 特性曲线（2） 反向遏止电压S U 的物理含义是：当在光电管两端所加的反向电压为S U 时，则逸出金属电极K 后具有最大动能的电子也不能到达阳极A ，此时2max21mV eU S = （4.3.1） 实验得出光电子的初动能与入射光的强度无关，而只与入射光的频率有关。
光电效应测定普朗克常数
光电效应测定普朗克常数(FB807光电效(普朗克常测定仪实验讲义杭州精科仪器有限公司光电效应测定普朗克常数当光照射在物体上时，光的能量只有部分以热的形式被物体所吸收，而另一部分则转换为物体中某些电子的能量，使这些电子逸出物体表面，这种现象称为光电效应。
在光电效应这一现象中，光显示出它的粒子性，所以深入观察光电效应现象，对认识光的本性具有极其重要的意义。
普朗克常数h是1900年普朗克为了解决黑体辐射能量分布时提出的“能量子”假设中的一个普适常数，是基本作用量子，也是粗略地判断一个物理体系是否需要用量子力学来描述的依据。
1905年爱因斯坦为了解释光电效应现象，提出了“光量子”假设，即频率为的光子其能量为h *。
当电子吸收了光子能量h八.之后，一部分消耗与电子的逸出功W，1 2另一部分转换为电子的动能m・v ,即21 2 m * v2 = h • . _ W （1）2上式称为爱因斯坦光电效应方程。
1916年密立根首次用油滴实验证实了爱因斯坦光电效应方程，并在当时的条件下，较为精确地测得普朗克常数为：h =6.57 10⑶焦尔•秒，其不确定度大约为0.5%。
这一数据与现在的公认值比较，相对误差也只有0.9 %。
为此，1923年密立根因这项工作而荣获诺贝尔物理学奖。
目前利用光电效应制成的光电器件和光电管、光电池、光电倍增管等已成为生产和科研中不可缺少的重要器件。
【实验目的】1.了解光电效应的基本规律，验证爱因斯坦光电效应方程。
2.掌握用光电效应法测定普朗克常数h。
【实验原理】光电效应的实验示意图如图1所示，图中GD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U AK。
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：365nm, 405nm, 436nm ,546nm ,577nm。
光电效应测定普朗克常量实验报告思考题
光电效应测定普朗克常量实验报告思考题光电效应测定普朗克常量实验报告思考题引言：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。
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。
本实验旨在通过测定光电效应的实验数据，来计算出普朗克常量h的数值。
实验方法：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内，并通过光源照射金属板。
然后，我们使用一个电流计来测量金属板上产生的电流。
我们可以通过改变光源的强度、波长和金属板的电压来观察光电效应的变化。
实验结果：在实验过程中，我们发现光电效应的电流与光源强度和波长有关。
当光源的强度增加时，金属板上的电流也随之增加。
而当光源的波长改变时，金属板上的电流也会发生变化。
这些结果与光电效应的基本原理相符合。
实验讨论：在实验中，我们可以通过测量不同光源强度下的电流来确定光电效应的阈值。
阈值是指光源的最低强度，当光源强度低于该值时，金属板上不会产生电流。
通过测量不同波长下的阈值，我们可以得到普朗克常量h的数值。
然而，在实际操作中，我们发现测量光电效应的阈值并不容易。
首先，光源的强度很难精确控制，因为光源的强度可能会随着时间的变化而发生变化。
其次，金属板的电压也会对光电效应的测量结果产生影响。
当金属板的电压较高时，光电效应的电流会受到电场的影响而减小。
因此，在实际操作中，我们需要仔细控制金属板的电压，以确保测量结果的准确性。
此外，实验中我们还发现光电效应的电流与光源的波长有关。
根据经典物理学的理论，我们可以预测光电效应的电流与光源的波长成反比关系。
然而，在实验中我们观察到了一些异常的现象。
当光源的波长较短时，金属板上的电流并不随着波长的减小而增加。
这可能是由于实验中存在其他因素的影响，例如金属表面的污染或光源的不稳定性。
为了更准确地研究光电效应的规律，我们需要进一步研究这些因素对实验结果的影响。
结论：通过本实验，我们成功观测到了光电效应的现象，并利用实验数据计算出了普朗克常量h的数值。
光电效应测定普朗克常量实验报告思考题
光电效应测定普朗克常量实验报告思考题实验报告光电效应测定普朗克常量实验目的：通过测定光电效应中电子的最大动能，确定波长和光强不同的光对材料的逸出功。
再将电子最大动能与光的频率作图，得出普朗克常量。
实验器材：汞灯、单色光滤片、电子倍增器、电位差相差放大器、测量电池、导线、电源，等。
实验原理：光电效应是女王物理学的重要实验之一。
电子最早是在金属中发现的。
当光射到金属上时，电子从金属表面逸出。
研究表明，如果把波长不同、但光强相等（I=常数），且在材料的不同表面逆向衰减的光照射在金属表面上，则引起的电子的动能也是不同的。
当光波长变短时，它的光子含能量增加，电子动能也会增加。
但是，当光波长小到一定极限时，即使光强再大，电子也不会从金属表面逸出。
这个极限波长与材料的逸出功有关。
公式：hν=KEmax+W其中，h是普朗克常量，ν是光的频率，KEmax是电子的最大动能，W是光电子材料的逸出功。
在实验中，由于工艺条件、材料的不同，逸出功一般都不同，但如果用固定波长的光照射金属，光照射金属表面的光强增加时，逸出光电子的动能也会随之增加，不过当动能KEmax达到一定值时，逸出光电子动能就不增加了，这一最大值与光子的频率有关。
实验步骤：1. 先将实验器材安装好,并连接好电路。
2. 利用单色光滤片选出一定波长的单色光，将汞灯的光照射至检波器上，调整电压至最小值，从数据检测设备上读出最小值。
3. 用单色光滤片阻挡掉特定波长的光，读出数据检测设备上电流值的增加量，记录下数据。
4. 得到不同波长的单色光下的最小电压和给定的电流值。
结论：根据实验结果，我们可以得到电压和波长（λ）的散点图，由这个图像再采用拟合直线的方法得到斜率，即为普朗克常量。
根据实验得到的散点图，我们可以总结出精确的电压值，λ的波长值，最后提取斜率即可。
最终，我们可以得到实验值与理论值及其误差。
大学物理实验光电效应测普朗克常数课后问题解答
光电效应测普朗克常数1.简述爱因斯坦光电效应方程的物理意义E=hv-W一束光打到一块金属上，光的；频率是v ，我们知道 hv 是一个光子的能量，即这束光的最小的能量，金属中电子要摆脱原子核的束缚飞出金属表面就需要吸收能量，及吸收一个光子，但是如果光子的能量不足以让电子飞出金属表面，电子式飞不出来的，我们就没看到有光电子。
若是能量大于所需能量（即逸出功W），就可以发生光电效应（更确切的说是外光电效应，还有一个就是内光电效应，即吸收了光子发生跃迁，没有脱离金属），并且多余的能量转化为光电子的动能，即E2.举例说明光电效应的应用利用光电效应可以把光信号转变为电信号，动作迅速灵敏，因此利用光电效应制作的光电器件在工农业生产、科学技术和文化生活领域内得到了广泛的应用．光电管就是应用最普遍的一种光电器件．光电管的类型很多．图7-3甲是其中的一种．玻璃泡里的空气已经抽出，有的管里充有少量的惰性气体（如氩、氖、氦等）．管的内半壁涂有逸出功小的碱金属作为阴极K．管内另有一阳极A.使用时照图7-3乙那样把它连在电路里，当光照射到光电管的阴极K时，阴极发射电子，电路里就产生电流．光电管不能受强光照射，否则容易老化失效．光电管产生的电流很弱，应用时可以用放大器把它放大．光控继电器工业生产中的大部分光电控制设备都用光控继电器．图7-4是光控继电器的示意图．它由电源、光电管、放大器、电磁继电器几部分组成。
当光照射光电管时，光电管电路中便产生电流，经放大器放大后，使电磁铁M磁化，把衔铁N吸住；没有光照射光电管时，电路中没有电流，衔铁N在弹簧的作用下就自动离开M．如果把衔铁N跟控制机构相连，就可以达到自动控制的目的．光控继电器在工业上可以用于产品的自动计数、安全生产等方面．用于自动计数时，可以把产品放在传送带上，光源和光电管分别放在传送带的两侧，每当传送带上输送过去一个产品时，光线被挡住一次，光控继电器就放开衔铁一次，由衔铁控制的计数器的数字就加一．工人在冲床、钻床、锻压机械上劳动时，如有不慎，容易出事故．为保证安全，可以在这些机床上安装光控继电器．当工人不慎将手伸入危险部位时，由于遮住了光线，光控继电器就立即动作，使机床停下来，避免事故的发生．有声电影最早的电影是没有声音的．后来虽然有了声音，但那是靠留声机来配合影片播放的．声和影配合不好时，效果当然不好．我们现在能够看到声和影完全配合一致的有声电影，还是多亏了光电管．影片摄制完后，要进行录音．录音时通过专门的设备使声音的变化转变成光的变化，从而把声音的“像”摄制在影片的边缘上，形成宽窄变化的暗条纹，这就是影片边上的音道．放映电影时，利用光电管把“声音的照片”还原成声音．方法是：在电影放映机中用强度不变的极窄的光束照射音道，由于影片上各处的音道宽窄不同，所以在影片移动的过程中，通过音道的光的强度也就不断变化；变化的光射向光电管时，在电路中产生变化的电流，把电流放大后，通过喇叭就可以把声音放出来．3.何谓电子逸出功电子克服原子核的束缚,从材料表面逸出所需的最小能量,称为逸出功。
光电效应及普朗克常数测定
THQPC －1型普朗克常数测定仪（光电效应实验仪）1光电效应及普朗克常数测定前 言量子论是近代物理的基础之一，而光电效应可以给量子论以直观、鲜明的物理图像，随着科学技术的发展，光电效应已广泛用于工农业生产、国防和许多科技领域。
普朗克常数（公认值h=6.62619×10-34J.s.）是自然科学中一个很重要的常数，它可以用光电效应法简单而又准确地求出，所以，进行光电效应实验并通过实验求取普朗克常数有助于学生理解量子理论和更好地认识h 这个常数。
1887年H ·赫兹在验证电磁波存在时意外发现，一束光照射到金属表面，会有电子从金属表面逸出，这个物理现象被称为光电效应。
1888年以后，W ·哈耳瓦克期、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，并总结了光电效应的基本实验事实： （1）光电流与光强成正比；（2）光电效应存在一个截止频率，当入射光的频率低于某一阈值υ0时，不论光的强度如何，都没有光电子产生； （3）光电子的动能与光强无光，但与入射光的频率成正比；（4）光电效应是瞬时效应，一经光线照射，立刻产生光电子，停止光照，即无光电子产生。
一、实验目的1．通过对实验现象的观测与分析，了解光电效应的规律和光的量子性。
2．观测光电管的弱电流特性，找出不同光频率下的截止电压。
3．了解光的量子理论与波动理论，并验证爱因斯坦方程进而求出普朗克常数。
二、实验仪器1．THQPC-1型普朗克常数测定仪微电流测试仪；THQPC －1型普朗克常数测定仪（光电效应实验仪）22．THQPC-1型普朗克常数测定仪测试台。
三、实验原理爱因斯坦认为从一点发出的光，不是按麦克斯韦电磁学说指出的那样以连续分布的形式把能量传播到空间，而是以h υ为能量单位（光量子）的形式一份一份地向外辐射，至于光电效应，是具有能量h υ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。
光电效应测普朗克常数思考题汇总
一、光电效应的定义电子在光的作用下从某些物质表面发射出来的现象称为光电效应。
逸出来的电子称为光电子。
光电效应分为内光电效应和外光电效应。
内光电效应是指被光激发所产生的载流子（自由电子或空穴）仍在物质内部运动，使物质的电导率发生变化或产生光生电动势的现象。
内光电效应又可分为光电导效应和光生伏特效应。
外光电效应是指被光激发产生的电子逸出物质表面，形成真空中的电子的现象。
单光子的光电效应是指某一时刻物质表面的每个电子只吸收一个光子，这也是通常所说的光电效应。
如果单位体积内同时相互作用的能量子的数目大到使得发射光的能量子可以从几个入射能量子中取得能量，即一个电子可以同时吸收两个及两个以上的光子，就称为多光子的光电效应。
在此情况下，光电效应的规律有相应的变化：1. 光电流与入射光强的n 次幕成正比，而不限于线性关系；2. 入射光强决定能否产生n 光子光电效应，由推广的爱因斯坦光电效应方程A nh E -=νmax 可知，它对光电子的最大动能是有影响的；3. 红限（极限频率）已经失去原有的意义，在原来单光子的光电效应下，钠、金、银、钨、镍等需用绿蓝光（甚至紫外光）才能产生光电效应，现在红色（甚至红外）的激光都能使这些金属产生光电效应。
电光效应是指将物质置于电场中时，物质的光学性质发生变化的现象。
比如某些各向同性的透明物质在电场作用下显示出光学各向异性，物质的折射率因外加电场而发生变化。
电光效应包括泡克耳斯效应和克尔效应。
二、光电效应可以测普朗克常数的原理爱因斯坦光电效应方程为A mv h +=2021ν (1) 式中，A 为金属的逸出功，2021mv 为光电子获得的初始动能。
根据该式，入射到金属表面的光频率越高，逸出的光电子动能越大，所以即使光电管阳极电势低于阴极电势时也会有光电子到达阳极形成光电流，直至两极电势差低于截止电压，光电流才为零。
此时有关系20021mv eU =(2) 将(2)式代入(1)式可得 A h eU -=ν0即eA e h U -=ν0 上式表明截止电压0U 是入射光频率ν的线性函数，直线斜率/k h e =。
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光电效应测普朗克常数h思考题
1、什么叫光电效应？
光照射到金属上，引起物质的电性质发生变化。
这类光变致电的现象被人们统称为光电效应（Photoelectric effect）。
光电效应分为光电子发射、光电导效应和阻挡层光电效应，又称光生伏特效应。
前一种现象发生在物体表面，又称外光电效应。
后两种现象发生在物体内部，称为内光电效应。
2、普朗克常数h的重要性。
普朗克常数是现代物理学中最重要的常数之一,它成为区分宏观客体和微观客体的界限。
普朗克常数的发现,在物理学的发展史上具有划时代的意义,它第一次表明了辐射能量的不连续性,这是现代物理学中富有革命性的事件。
由于它的发现,物理学进入了一个全新的时代,这个理论物理学的新概念导致了量子理论的建立。
1905年爱因斯坦在解释光电效应时,将普朗克的辐射能量不连续的假设作了重大发展,提出光是由能量为hυ的光量子构成的粒子流。
爱因斯坦和德拜用量子概念计算了固体中振动能量随频率的分布,由此解释了固体比热在低温下普朗克常数是现代物理学中最重要的常数之一,它成为区分宏观客体和微观客体的界限。
普朗克常数的发现,在物理学的发展史上具有划时代的意义,它第一次表明了辐射能量的不连续性,这是现代物理学中富有革命性的事件。
由于它的发现,物理学进入了一个全新的时代,这个理论物理学的新概念导致了量子理论的建立。
1905年爱因斯坦在解释光电效应时,将普朗克的辐射能量不连续的假设作了重
大发展,提出光是由能量为h υ的光量子构成的粒子流。
爱因斯坦和德拜用量子概念计算了固体中振动能量随频率的分布,由此解释了固体比热在低温下。
3、还有什么其他方法测普朗克常数h ？
A 、电子衍射方法：1924年德布罗意提出实物粒子也具有波粒二象性的假设，他认为粒子的特征波长λ与动量p 的关系与光子相同，即ph 式中h 为普朗克常数。
设电子初速度为零，在电位差为V 的电场中作加速运动。
在电位差不太大时，即非相对论情况下，电子速度
c （光在真空中的速度），故02201/m c
v m m ≈-=其中0m 为电子的静止质量。
它所达到的速度v 可由电场力所作的功来决定：202
1v m ev =。
根据德布罗意关系，有：ev m h 02=λ。
B 、用波尔氢原子理论测量普朗克常数：由玻尔理论可知,氢原子中的电子从较高能级(设其量子数为n)向较低能级(设其量子数为m)跃迁时,它向外辐射的光子能量为h ν=En-Em=-me^4/(8(ε0)^2h^2)(1/n^2-1/m^2) 。
4、光电效应测普朗克常数历史。
光电效应由德国物理学家赫兹于1887年发现，对发展量子理论起了根本性作用。
1887年，首先是赫兹（M.Hertz ）在证明波动理论实验中首次发现的。
当时，赫兹发现，两个锌质小球之一用紫外线照射，则在两个小球之间就非常容易跳过电花。
大约1900年，马克思•布兰科（MaxPlanck ）对光电效应作出最初解释，并引出了光具有的能量包裹式能量（quantised ）这一理论。
他给这一理论归咎成一个等
式，也就是E=hf，E就是光所具有的“包裹式”能量，h是一个常数，统称布兰科常数（Planck's constant），而f就是光源的频率。
也就是说，光能的强弱是有其频率而决定的。
但就是布兰科自己对于光线是包裹式的说法也不太肯定。
1902年，勒纳（Lenard)也对其进行了研究，指出光电效应是金属中的电子吸收了入射光的能量而从表面逸出的现象。
但无法根据当时的理论加以解释；1905年，爱因斯坦26岁时提出光子假设，成功解释了光电效应，因此获得1921年诺贝尔物理奖。
他进一步推广了布兰科的理论，并导出公式，Ek=hf-W，W便是所需将电子从金属表面上自由化的能量。
而Ek呢就是电子自由后具有的势能。