光电效应综合演示仪

合集下载

如何进行光电效应实验并准确测量光电子的最大动能

如何进行光电效应实验并准确测量光电子的最大动能光电效应是指在光照射下，物质表面释放出电子的现象。

该效应的发现对于量子力学和能量守恒定律的验证具有重要的意义。

光电效应实验是一个常见的实验，本文将介绍如何进行光电效应实验并准确测量光电子的最大动能。

一、实验材料和仪器进行光电效应实验需要准备以下材料和仪器：1. 光电效应实验装置：包括光源、电子倍增器、光电管等组件。

2. 金属样品：选取具有明显光电效应的金属样品，例如锌、铝等。

3. 万用表：用于测量电流和电压。

4. 各种导线和连接器。

二、实验步骤1. 准备实验装置：将光源和电子倍增器等组件连接好，确保实验装置正常工作。

2. 准备金属样品：将选取好的金属样品固定在光电管的阳极上，确保金属样品与光源之间有足够的距离。

3. 测量光电子的最大动能：使用万用表测量光电管输出端的电压和电流。

先将电压调节到一个较小的值，记录下光电管输出的电流值；然后逐渐增大电压，记录不同电压下的光电管输出电流。

当光电管输出电流明显增加，并趋于稳定时，即可确定该电压下对应的光电子的最大动能。

4. 实验数据处理：根据实验记录的电压和电流值，绘制光电管输出电流随电压的变化曲线。

通过曲线的拐点或变化趋势确定光电子的最大动能。

三、注意事项1. 实验过程中要注意光源的强度和稳定性，光源应保持稳定，避免其对实验结果的影响。

2. 金属样品的选择要注意其光电效应明显性，常用的锌、铝等金属样品具有较好的效果。

3. 为保证实验的准确性，应反复进行多组实验，取实验数据的平均值作为最终结果。

4. 在测量过程中要注意调节电压的大小，确保在测量范围内逐渐增大，以获得准确的光电子最大动能。

四、结果分析与结论通过光电效应实验，我们可以测量光电子的最大动能，并绘制出电流随电压的变化曲线。

在实验中，我们观察到当电压增大时，光电管的输出电流也增大，但当达到一定电压后，光电管输出电流趋于稳定。

这时所对应的电压即为光电子的最大动能。

光电效应普朗克常数实验仪使用方法

光电效应普朗克常数实验仪使用方法引言：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发生相互作用，电子吸收光子能量后被激发，从而从金属中逸出的现象。

而普朗克常数则是描述光子能量的基本常数。

为了准确测量普朗克常数，科学家们设计了光电效应普朗克常数实验仪。

本文将介绍该实验仪的使用方法。

一、实验仪器的准备1. 实验仪器包括光源、金属样品、光电管、电压源、电流计等。

在进行实验之前，需要检查这些仪器是否正常工作，是否连接正确，确保仪器的稳定性和准确性。

二、搭建实验装置1. 将光源放置在固定的位置上，并调整光源的亮度，使其能够提供稳定的光照射。

2. 将金属样品放置在光源的正对位置上，确保光能够直接照射到金属表面。

3. 将光电管安装在金属样品的一侧，确保光线能够正常照射到光电管的光敏面上。

4. 将电压源和电流计连接到光电管上，调整电压源的输出电压和电流计的量程，使其适合当前实验的范围。

三、实验步骤1. 打开光源，调节光源的亮度，使其能够提供稳定的光照射。

2. 打开电压源和电流计，调节电压源的输出电压和电流计的量程，使其适合当前实验的范围。

3. 观察电流计的读数，并记录下来。

根据光电效应的原理，当光照射到金属表面时，光电子会从金属中逸出，形成电流。

通过测量电流的大小，可以了解光电子的逸出情况。

4. 改变金属样品的材料或光源的亮度，重复步骤3，记录不同条件下的电流值。

通过对比不同条件下的电流值，可以分析光电效应的规律。

5. 根据测量结果，可以绘制出光电流随光源亮度或金属材料的变化曲线。

通过分析曲线，可以确定普朗克常数的值。

四、注意事项1. 在进行实验时，要注意避免光源和光电管的反射光产生的干扰，可以使用光屏或光阻挡片来消除干扰。

2. 在测量电流时，要保持电流计的灵敏度适当，避免过小或过大的电流值导致测量误差。

3. 在记录实验数据时，要注意及时记录，避免数据的遗漏或混淆。

五、实验结果分析通过实验测量得到的光电流随光源亮度或金属材料的变化曲线可以用来确定普朗克常数的值。

光电效应测量装置的工作原理

光电效应测量装置的工作原理光电效应是指光照射到物质上时，光子能量被传递给物质的电子，使其从原子或分子中脱离并形成自由电子，从而产生电流。

基于这一原理，光电效应测量装置应运而生。

本文将介绍光电效应测量装置的工作原理及其应用。

一、光电效应测量装置的组成结构光电效应测量装置通常由光源、样品台、电子学部分和数据处理模块组成。

1. 光源：光源是光电效应测量装置的核心部分，其作用是产生具有一定能量的光束并将其照射到待测样品上。

常见的光源有激光器、发光二极管等，可以根据测量需求选择合适的光源类型。

2. 样品台：样品台用于固定待测样品，并确保光线能够均匀照射到样品表面。

通常采用可调节高度和角度的结构，以便根据不同测量要求进行调整。

3. 电子学部分：电子学部分负责收集、放大和处理从样品中发出的电流信号。

主要包括光电二极管或光电倍增管、前置放大器、滤波器等。

4. 数据处理模块：数据处理模块用于将电子学部分收集到的电流信号转换为数值或图像。

根据不同应用需求，可以使用模数转换器（ADC）、数据采集卡或图像处理算法等。

二、光电效应测量装置利用光电效应将光能转化为电能进行测量。

其工作原理可以分为以下几个步骤：1. 光照射：光源产生一束光束，并通过透镜、光纤等导光装置将光束引导到待测样品上。

2. 光电效应：待测样品吸收光束能量，光子激发样品表面的电子脱离原子或分子，形成自由电子。

这些自由电子在电场作用下形成电流。

3. 电流收集：光电二极管或光电倍增管捕获并收集由自由电子形成的电流信号。

光电二极管或光电倍增管内部的阴极发射电子受到光线激发后产生电流。

4. 电流放大：前置放大器对收集到的微弱电流进行放大，以增强信号强度，提高测量精度。

5. 信号处理：滤波器用于去除噪声和干扰信号，保留有效的测量信号。

数据处理模块将放大后的电流信号转换为对应的数值或图像，实现测量结果的显示和分析。

三、光电效应测量装置的应用光电效应测量装置可广泛应用于科学研究、工业生产和医学诊断等领域。

光电效应物理演示实验仪器的研究与设计

光电效应物理演示实验仪器的研究与设计林晓珑;何春凤;冯毅;余成龙【摘要】基于单片机设计了光电效应演示仪器.该仪器通过调节光源的光照可同时演示光电管的光电流、光敏电阻的光电阻、光电池的光电压随光照强度变化；通过改变光源的种类,可以演示光电子发射与照射光的频率的关系.【期刊名称】《物理实验》【年(卷),期】2011(031)012【总页数】3页(P8-10)【关键词】单片机;光电效应;频率【作者】林晓珑;何春凤;冯毅;余成龙【作者单位】吉林大学物理学院,吉林长春130021;吉林大学物理学院,吉林长春130021;吉林大学物理学院,吉林长春130021;吉林大学物理学院,吉林长春130021【正文语种】中文【中图分类】O4311 引言随着科学技术的发展，光电效应越来越受到重视，光电器件的应用也越来越广泛.大多数高校都安排了光电效应相关的实验及演示实验，但是一般的仪器都是通过单一的光电材料来演示光电效应，这使得学生对光电效应的认识不够全面，对各种光电器件的了解及应用也不深刻.本文介绍了基于单片机的光电效应演示仪器的设计方法，该仪器通过调节光源光照强度可同时演示光电管的光电流、光敏电阻的光电阻、光电池的光电压随光照强度变化的过程；通过改变滤光片演示出光电子发射与照射光的频率的关系.通过对不同材料所产生光电效应的比对，加深学生对光电效应的理解，更好地认识光电效应及它们所对应的各种光电器件.2 光电效应演示仪器的设计思想2.1 仪器的总体设计仪器的电路框图如图1所示，是以单片机为核心元件的数字化的演示装置.演示仪器面板上分别有电源开关、电压调节旋钮、光照调节旋钮.按下电源开关后，通过单片机控制模拟量多路转换开关分别控制3路器件经转换、放大后输出的电压信号，然后经过V／F变换器将模拟电压信号转换为数字信号传输给单片机.单片机进行计算后，将所测光电管的电流值、光敏电阻的电阻值和光电池的电压值分别显示在三组数码管上（见图2）.图1 仪器的电路框图图2 装置的结构图将3种光电器件同时安装在演示仪器内，照明用光源采用白炽灯，辐射光谱在0.4～3μm范围内，通过支架安装在光电器件的上方，光源通过灯泡两侧装有的反射镜光路设计成与3种光电器件相对应3个出光口，出光口前还装有透镜、可调光阑、滤光片，将光源发出的光转换为平行光单色光后出射到光电器件上，通过旋转面板上的光照调节旋钮可以改变通过光源的电流，从而改变光源的光照照度.通过调节光阑使得照射到光电器件上的3路光的光照强度相等.为避免外界光对测量数据带来影响，测量时关闭观察室的门，光源、透镜、可调光阑、滤光片、光电器件处于密封的空间内，3束光分别照到光电器件上.密闭空间的后部有可移动的测试探头，连接到照度计，用于测量光源通过滤光片后的照度值. 控制、运算处理主要由89S51单片机来完成，单片机通过控制模拟量多路转换开关，使得光电器件输出的信号分时通过V／F变换器.由于89S51的运算速度、V／F变换器的转换速度都很快，可以实现对3种光电器件信号的同时测量.2.2 光电管电路设计光电管的工作原理：基于外光电效应，当入射光透过光电管的入射窗照射到光电管的阴极时，光电子就会从阴极发射出去，在阴极和阳极间电场作用下，光电子在极间做加速运动，被高电位的阳极所收集.其光电流的大小决定于光电管的灵敏度和入射光的强度，在光电管的灵敏度为常数的情况下，仅取决于光源的光照强度.设计时采用运算放大器作为电流－电压转换，把微弱的光电流放大转换为电压信号，其偏置及放大转换电路见图3.图3 光电管偏置及放大电路2.3 光敏电阻电路设计光敏电阻的工作原理：基于内光电效应中的光电导效应，当入射光照射光敏电阻时，若入射光的光子能量大于光敏电阻半导体材料禁带宽度时，就会产生电子空穴对，使电阻值变小.入射光照越强，阻值变得越低.入射光消失，电子空穴对逐渐复合，电阻值也恢复到原来的大小.设计时采用光敏电阻的恒流偏置电路，其偏置及转换电路见图4.图4 光敏电阻偏置及转换电路2.4 光电池电路设计光电池的工作原理：基于内光电效应中的光生伏特效应，当入射光照射在光电池时，其辐射作用在半导体PN结上产生本征吸收，价带中的光生空穴、导带中的光生电子受内建电场作用分别向N区和P区运动，形成光生伏特电压.设计时通过电压放大器将光生电压放大后输出，其偏置及放大电路见图5.图5 光电池偏置及放大电路2.5 仪器的演示方法1）光电管加偏置电压，光敏电阻加恒流源，光电池开路，在没有光照射时，对应光电管、光电池的数码管没有读数，对应光敏电阻的数码管数值显示很大.说明没有光照不会产生光电效应.2）保持光源照度恒定，并保持光电管偏置电压、光敏电阻恒流源恒定，光电池开路，在出光口依次放上红色、黄色、蓝色滤光片，观察到：a.红光照射光电管时，无论如何改变入射光的亮度和偏置电压都没有光电流，黄光和蓝光照射光电管时有光电流.b.红光、黄光照射光敏电阻时阻值变化很大，蓝光照射时阻值几乎不变.c.红光、黄光照射光电池时产生的光生电动势较大，蓝光照射时没有光生电动势产生.说明了光电效应与入射光线的频率有关，存在着光谱范围及最佳工作波长. 3）用蓝光照射光电管时，极间加正向电压并保持不变，增加入射光的照度，观测到光电流的数值线性增大.可说明当入射光的频率大于极限频率时，光电管输出光电流的大小与入射光的强度成正比.用红光照射光敏电阻时，增加入射光的强度，发现光敏电阻的阻值变小，但不完全是线性关系.可说明光电导效应与入射光的强度关系为，在弱光照射时是线性关系，在强光照射时则变为抛物线关系.用红光照射光电池时，增加入射光的强度，则光生电势的大小与入射光的强度成正比，并有很好的线性关系.2.6 仪器的测试数据仪器经过定标后，就可以用于定量演示.选择入射光的频率大于光电材料的极限频率，通过光照调节旋钮调节光源光照度，用照度计测量出光源光照度，同时记录不同光照度E下3排数码管上分别显示出的光电管光电流I、光敏电阻阻值R和光电池电压值V.测得数据如表1所示.表1 光电效应演示仪器测试数据E／lx I／μA R／kΩV／mV 2.78 7.423 75.85 56.21 8.02 12.53 55.19 76.50 12.50 19.38 38.21 90.38 22.22 34.42 24.23 122.4 46.00 74.56 23.55 198.9 88.90 137.8 21.62 331.1通过分析以上数据可以看出随着光照度的增大，光电管产生的光电流线性增大，光敏电阻阻值非线性减小，光电池的输出电压线性增大，并演示出3种光电效应的变换参量（光电流、光电阻、光生电压）不同.3 结束语实验数据表明，该仪器能很好地演示光电效应的原理，并把3种不同的光电效应在1台仪器上同时演示出来，能让学生更深刻地理解光电效应的本质.同时由于仪器使用的是实际的光电器件，也能更好地明物理效应在科学研究中的应用，提高学生的综合素质.【相关文献】[1] 陈海波.关于“光电效应”教学中几个问题的探讨[J].科技信息，2010（19）：24.[2] 孙丽媛，梁中华，杨智，等.光电效应实验智能装置的设计[J].沈阳航空工业学院学报，2007，24（2）：61－64.[3] 田立，田清，代方震.单片机C语言程序设计快速入门[M].北京：人民邮电出版社，2007：1－260.[4] 刘彬，张秋婵.光电检测前置放大电路的设计[J].燕山大学学报，2003，27（3）：193－196.[5] 吴庆春.光电效应实验数据的微机实时处理[J].物理实验，2004，24（1）：19－21.。

光电效应(朗克常数)实验仪的测定

光电效应（普朗克常数）实验仪的测定光电效应是指一定频率的光照射在金属表面时会有电子从金属表面逸出的现象。

光电效应实验对于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。

自古以来，人们就试图解释光是什么，到17世纪，研究光的反射、折射、成像等规律的几何光学基本确立。

牛顿等人在研究几何光学现象的同时，根据光的直线传播性，认为光是一种微粒流，微粒从光源飞出来，在均匀物质内以力学规律作匀速直线运动。

微粒流学说很自然的解释了光的直线传播等性质，在17、18世纪的学术界占有主导地位，但在解释牛顿环等光的干涉现象时遇到了困难。

惠更斯等人在17世纪就提出了光的波动学说，认为光是以波的方式产生和传播的，但早期的波动理论缺乏数学基础，很不完善，没有得到重视。

19世纪初，托马斯.杨发展了惠更斯的波动理论，成功的解释了干涉现象，并提出了著名的杨氏双缝干涉实验，为波动学说提供了很好的证据。

1818年，年仅30岁的菲涅耳在法国科学院关于光的衍射问题的一次悬奖征文活动中，从光是横波的观点出发，圆满的解释了光的偏振，并以严密的数学推理，定量地计算了光通过圆孔、圆板等形状的障碍物所产生的衍射花纹，推出的结果与实验符合得很好，使评奖委员会大为叹服，荣获了这一届的科学奖，波动学说逐步为人们所接受。

1856-1865年，麦克斯韦建立了电磁场理论，指出光是一种电磁波，光的波动理论得到确立。

19世纪末，物理学已经有了相当的发展，在力、热、电、光等领域，都已经建立了完整的理论体系，在应用上也取得巨大成果。

就当物理学家普遍认为物理学发展已经到顶时，从实验上陆续出现了一系列重大发现，揭开了现代物理学革命的序幕，光电效应实验在其中起了重要的作用。

1887年赫兹在用两套电极做电磁波的发射与接收的实验中，发现当紫外光照射到接收电极的负极时，接收电极间更易于产生放电，赫兹的发现吸引许多人去做这方面的研究工作。

斯托列托夫发现负电极在光的照射下会放出带负电的粒子，形成光电流，光电流的大小与入射光强度成正比，光电流实际是在照射开始时立即产生，无需时间上的积累。

利用光电效应实验仪器进行光子能量测量的方法

利用光电效应实验仪器进行光子能量测量的方法光电效应是指当光照射到金属表面时，金属会发射出电子。

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。

光电效应实验仪器是用来研究光电效应的工具，它可以用来测量光子的能量。

本文将介绍一种利用光电效应实验仪器进行光子能量测量的方法。

首先，我们需要准备一台光电效应实验仪器。

这种仪器通常由光源、光电管和电子学测量系统组成。

光源可以是激光器或者白炽灯等，用来产生光子。

光电管是一个金属表面，当光照射到它上面时，会发射出电子。

电子学测量系统用来测量光电管发射出的电子的能量。

接下来，我们需要将光源和光电管连接起来，并将光电管安装在仪器的适当位置。

然后，我们可以通过调节光源的强度来控制光照射到光电管上的光子数量。

在实验过程中，我们可以逐渐增加光源的强度，观察光电管发射出的电子的能量随光源强度的变化情况。

在测量过程中，我们还可以改变光照射到光电管上的光子的波长。

这可以通过使用不同波长的滤光片来实现。

我们可以分别使用红色、绿色和蓝色的滤光片，观察光电管发射出的电子的能量随波长的变化情况。

根据光电效应的理论，光子的能量与其波长成反比，因此我们可以通过测量光电管发射出的电子的能量来推算光子的能量。

此外，我们还可以通过改变光电管的材料来研究光子能量的测量。

光电管的材料不同，其对光子的吸收和发射特性也不同。

例如，钠金属对紫外光的吸收能力较强，而铜金属对紫外光的吸收能力较弱。

因此，我们可以使用不同材料的光电管，观察光电管发射出的电子的能量随光子波长的变化情况。

最后，我们还可以利用光电效应实验仪器进行光子能量的定量测量。

通过测量光电管发射出的电子的能量，我们可以计算出光子的能量。

这对于研究光子的性质和光电效应的机制非常重要。

通过不断改进实验仪器的精确度和灵敏度，我们可以进一步提高光子能量的测量精度。

综上所述，利用光电效应实验仪器进行光子能量测量的方法可以通过调节光源强度、改变光子的波长和使用不同材料的光电管来实现。

GD-1型光电效应测试仪

GD-1型光电效应测试仪由GDh-45型光电管、GGQ-50WHg高压汞灯、滤色片、中性减光片、GD-1型微电流测试仪等5部分组成。

A．GDh-45型光电管：阳极为两块镍板，阴极为不透明锑钾铯（Te-K-Se），此光电管为侧窗式，光窗为石英，光谱响应范围1900-7000Å，峰值波长为4000±200 Å，工作电压30V时，阴极灵敏度约为10-11 Å。

为了避免杂散光和外界电磁场对弱光电信号的干扰，光电管放置在铝质暗盒中，暗盒窗口的光阑孔为φ16mm，可放置φ36mm的各种带通滤色片和中性减光片。

B．GGQ-50WHg高压汞灯作光源。

波谱分布为分立式线谱，其波谱分布范围为3023-8720 Å，其间有3650 Å，4047 Å，4358Å，5461 Å和5770 Å等谱线可供实验使用。

C．滤色片：一组外径为φ36mm 的宽带通型有色玻璃组合滤色片，具有滤选3650Å，4047 Å，4358 Å，5461 Å和5770 Å等谱线的能力。

D．中性减光片：是三块一组外径为φ36mm的中性减光片。

光通过减光片后，光强将减弱。

在单色光为5770 Å时，其减光率分别可达25%，50%和75%。

E．GD-1型微电流测试仪：电流范围为0.1～199.9μA，分辩率为0.1μA。

机内设有稳定度≤1%，－3～＋3 V，－15～＋15 V，－30～＋30V精密可调的光电管工作电源，最小分度值为0.1V和1V。

微电流测试仪可连续工作在十小时以上。

智能型光电效应实验仪测普朗克常数

2、光电管伏安特性曲线测定
数据记录于表5-5-2中
表5-5-2 曲线数据表
365.0nm
V
I
V
I
404.7nm
V
I
V
I
435.8nm
V
I
V
I
546.1nm
V
I
V
I
实验数据处理；
、如手动操作，用Excel“图表”功能（或坐标纸上）完成不同频率的曲线。
、若与计算机连接自动操作，曲线在实验中自动完成，由打印机打出。详细操作可参照随机配送的软件或说明书。
实验结果分析
指导老师评语及得分：
签名：年月日
物理实验原始数据记录
专业班级实验日期
学号姓名同组姓名
404.7
435.8
546.1
577.0
频率
8.214
7.408
6.879
5.490
5.196
截止电压
手动
自动
实验数据处理；得出直线的斜率，即可用求出普朗克常数，并与的公认值比较，求出相对误差。（其中，）
若本项实验与计算机连接自动操作，的计算可由计算机自动完成，详细操作可参照随机配送的软件或说明书。
把这些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：
(5-5-1)
式中，A为金属的逸出功，为光电子获得的初始动能。
由式5-5-1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：
ZKY-GD-4型智能光电效应实验仪，计算机

中学物理实验教学实验报告3 - 电学演示实验研究

电学演示实验研究实验报告【实验目的】1.熟悉电学相关仪器使用，熟练基本操作2.积极主动参与实验过程，获得实验体会3.明确实验原理注意事项，掌握操作要领4.探讨严谨科学教学方法，提高教学技能【实验器材】实验仪器如下所示：摩擦起电静电计验电器静电检验装置静电检验装置静电检验装置静电检验装置静电屏蔽装置放电现象演示正负电荷检验器电流磁场演示器磁场演示板磁场演示器直流电流磁感应强度演示器右手定则演示器电场线演示器洛伦兹力演示器演示电磁继电器盖革计数器常用电容器示教板可拆变压器手摇交直流发电机光导纤维应用演示器光电效应演示器通电断电自感现象演示仪【实验过程与数据处理】一、电与电荷的研究电是像电子和质子这样的亚原子粒子之间的产生排斥力和吸引力的一种属性。

它是自然界四种基本相互作用之一。

自然界的闪电是电的一种现象电是一种自然现象，是一种能量。

电或电荷有两种：我们把一种叫做正电、另一种叫做负电。

通过实验我们发现带电物体同性相斥、异性相吸，其吸引力或排斥力遵从库仑定律。

电是个一般术语，包括了许多种由于电荷的存在或移动而产生的现象。

这其中有许多很容易观察到的现象，像闪电、静电等等，还有一些比较生疏的概念，像电磁场、电磁感应等等。

电荷是物质、原子或电子等所带的电的量。

单位是库仑（记号为C）。

我们常将“带电粒子”称为电荷，但电荷本身并非“粒子”，只是我们常将它想像成粒子以方便描述。

因此带电量多者我们称之为具有较多电荷，而电量的多寡决定了力场（库仑力）的大小。

此外，根据电场作用力的方向性，电荷可分为正电荷与负电荷，电子则带有负电。

根据库仑定律，带有同种电荷的物体之间会互相排斥，带有异种电荷的物体之间会互相吸引。

排斥或吸引的力与电荷的乘积成正比。

（一）电荷的产生科学规定：与用丝绸磨擦过的玻璃棒所带的电相同的，叫做正电；与用毛皮磨擦过的橡胶棒带的电相同的，叫做负电。

实验1-1：正负电荷的产生实验演示实验过程：丝绸摩擦过的玻璃棒，毛皮摩擦过的橡胶棒，丝绸摩擦过的橡胶棒，毛皮摩擦过的玻璃棒，橡胶棒摩擦过的玻璃棒，丝绸摩擦过的毛皮，然后进行验电。

光电效应演示器

正电．
一
长约４ｌ，０ＣＩ宽约２ｌ的有机玻璃板，丝绸Ｔ０ＣＩＴ与
摩擦后带正电，用来吸附光电子．（）板３锌来自Ｓ７一维普资讯
２００７年第１期
物理通报
实验创新４打开光源开关，节红光灯的亮度，别用）调分
关．
（）明光电效应的产生时间极短．３说
４实验方法
（）明产生光电效应与入射光的频率有关１说
１用细砂纸擦去锌板被照射面上的氧化层。）然
（）ｂ图１
后用干布抹去锌板上的粉尘，原位置插在验电器按
１结构
２原理
用紫外线照射到锌板上，使锌板表面发射出光电子，而使验电器的箔片张开．中带正电的有机从其玻璃板的设置是保证本仪器实验成功的关键．为因
当紫外线照射锌板时，锌板打出的光电子可在锌从板表面附近形成电子云而锌板带正电，光电子而对言在锌板附近形成的电场为一个减速场，光电子对
的继续逸出有阻碍作用，样锌板的正电荷达到一这
仪器结构如图１示．所该仪器由两大部分组成：第一部分，在支架上装有光源、机玻璃板；二部有第
分，锌版、电器．有验
定程度后，很难继续增加，而不足以使箔片张便因开．此，为在锌板前面设置了一个带正电的有机玻璃板，锌板周围产生一个加速电场，吸”附逸出的在 “ 光电子．由于电子云被破坏，使锌板内的电子在光就

可调节全谱系可见光新型光电效应演示器

笔者采用如图4所示的光电管电路图院通过滑动变阻器的分压器电路袁直接在光电管两端加上正向直流电压 0~24V用于测饱和电流袁加直流电压用于测截至电压遥正向直流电压0~24V和反向0~-5V的电压从交流220V电经过ac-dc双路输出5v0.1a-24v0.1a开关电源模块得到的渊图 5冤遥这个开关电源模块是在第一代基础上改进了的第二代袁尺寸明显小了许多遥
第 14 卷总第 82 期
中学理科园地
实验教学
可调节全谱系可见光新型光电效应演示器
长汀第一中学罗春春
摘要：“光电效应”内容是注重核心素养理念的新髙考重点考查内容，也是学生比较难掌握的部分。设计出的新型光电效应演示器，采用GD-5型大尺寸光电管，光源改为可见光内全谱系可调节波长和亮度的遥控灯泡。该演示器能直观展示出极限频率、截至电压、饱和电流等光电物理现象，对光电效应规律的掌握有非常大的帮助。关键词：光电效应；新型演示器；全谱系；可见光；电源模块
图6 渊2冤在高密度纤维板面板上画上电路原理图和作品名称遥渊3冤把圆形开关尧灯座尧光电管座尧数字电压表尧数字电流表尧电位器渊滑动变阻器冤等依次安装在面板上遥渊4冤在面板的背面安装好电源模块袁变压器袁数字电压表和电流表的供电模块袁按电路原理图连接好光源的供电电路和右边的光电管控制电路遥渊5冤装上摩光彩色灯泡和光电管袁在光电管上罩上遮光筒遥笔者最终制作完成一套如图7所示的野可调节全谱系可见光新型光电效应演示器冶遥
图4
图5
光电管的光电流只有微安级袁用指针式灵敏电流表无法测量袁即使勉强有偏转袁精度也不够遥研究发现指针式电压表的精度也无法满足实验要求遥为了解决电压和光电流的测量要求袁笔者找到了高精度数字电表如下院微安表DC200滋A技术参数院测量范围为直流0~200滋A袁测量精度院0.1滋A曰工作电压院8V -18V ( 宽供电电压 )袁工作电流院<200mA曰显示方式院0.5"LED袁红色冤袁外型尺寸院79伊43伊 25 mm袁安装开孔院75伊39.5 mm遥

光电效应实验

光电效应的实验仪器介绍LB-PH3A光电效应（普朗克常数）实验仪由汞灯及电源、光阑与滤色片、光电管、测试仪（含光电管电源和微电流放大器）构成，实验仪结构如图1所示，测试仪的调节面板如图2所示。

汞灯刻度尺光阑与滤色片光电管图1实验仪结构图图2测试仪前面板图LB-PH3A光电效应（普朗克常数）实验仪有以下特点：1．在微电流测量中采用高精度集成电路构成电流放大器。

对测量回路而言，放大器近似于理想电流表，对测量回路无影响。

精心设计、精心选择元器件、精心制作，使电流放大器达到高灵敏度、高稳定性，使测量准确度大大提高。

2．采用了新型结构的光电管。

由于其特殊结构使光不能直接照射到阳极，由阴极反射到阳极的光也很少，加上采用新型的阴、阳极材料及制造工艺，使得阳极反向电流大大降低，暗电流水平也很低。

3．设计制作了一组高性能的滤色片。

保证了在测量一组谱线时无其余谱线的干扰，避免了谱线相互干扰带来的测量误差。

4．由于仪器的稳定性好且无谱线间的相互干扰，测出的I-U特性曲线平滑、重复性好。

5．通过改变实验仪的电压档位的方式，利用光电效应测量普朗克常数、光电管伏—安特性以及验证饱和光电流与入射光强成正比等实验。

6．本仪器可用三种不同方法测量普朗克常数（拐点法、零电流法、补偿法），因此有较好的可比性。

7．采用上述测量方法，不但使得U0测量快速、重复性好，而且据此计算出的h误差不大于3%。

其技术参数如下：1．微电流放大器：电流测量范围：10-7 ~ 10-13A，分6档，三位半数字显示零漂：开机20分钟后，30分钟内不大于满读数的±0.2%（10-13A档）2．光电管工作电源：电压调节范围：-2 ~ +2V，-2 ~ +20V，分两档，三位半数字显示不稳定度≤0.1%3．光电管：光谱响应范围：340 ~ 700nm最小阴极灵敏度≥1μA（-2V≤U AK≤0V）阳极：镍圈暗电流I≤5×10-12A（-2V≤U AK≤0 V）4．滤光片组：5组，中心波长为：365.0nm，404.7nm，435.8nm，546.1nm，578.0nm5．汞灯：可用谱线：365.0nm，404.7nm，435.8nm，546.1nm，578.0nm6．测量误差≤3%实验目的与原理光电效应是，一定频率的光照射在金属表面时，会有电子从金属表面逸出的现象。

光电效应演示器

光电效应演示器
王胜春;翟英利
【期刊名称】《物理通报》
【年(卷),期】2007(000)001
【摘要】由于光电效应是不可直接观察的微观现象，因此在教学中将其转化成直观的、可视的现象，是取得良好教学效果的关键．光电效应演示器，就是为满足这一要求而设计的．该仪器结构简单，原理清楚，操作简便，形象直观，可见度大，效果明显．
【总页数】2页(P57-58)
【作者】王胜春;翟英利
【作者单位】哈师大附中物理组,黑龙江,哈尔滨,150080;哈师大附中物理组,黑龙江,哈尔滨,150080
【正文语种】中文
【中图分类】O482.7
【相关文献】
1.对光电效应演示器的几点改进意见 [J], 颜建成
2.光电效应演示器的改进 [J], 殷华方
3.自制新型的光电效应演示器 [J], 周晓旭
4.自制新型的光电效应演示器 [J], 周晓旭
5.可调节全谱系可见光新型光电效应演示器 [J], 罗春春
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

光电效应测定普朗克常数

光电效应测定普朗克常数(FB807型光电效应(普朗克常数)测定仪)实验讲义杭州精科仪器有限公司1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ν的光子其能量为ν∙h 。

当电子吸收了光子能量ν∙h 之后，一部分消耗与电子的逸出功W ，另一部分转换为电子的动能,v m 212∙即 W h v m 212-ν∙=∙ （1）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：秒焦尔∙⨯=-341057.6h , 其不确定度大约为% 5.0。

这一数据与现在的公认值比较，相对误差也只有% 9.0。

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 365,nm 405,nm 436 ,nm 546,nm 577。