光电效应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。
光电效应测定普朗克常量实验报告
光电效应测定普朗克常量实验报告光电效应测定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，它揭示了光和电子之间的相互作用。
通过研究光电效应，我们可以深入了解光的性质以及电子的行为。
本实验旨在利用光电效应测定普朗克常量，进一步验证量子力学的基本原理。
实验装置与原理实验装置主要由光源、光电管、电子学放大器和数据采集系统组成。
光源发出的光经过准直器和滤光片后，照射到光电管上。
光电管中的阴极会发射出电子，这些电子经过放大器放大后，通过数据采集系统进行记录和分析。
实验过程1. 首先，我们调整光源的位置和亮度，使得光线能够准确地照射到光电管上。
同时，我们使用滤光片来调节光的频率。
2. 接下来，我们通过改变光电管的阳极电压来测量不同电压下的光电流。
我们记录下光电流与阳极电压的关系曲线。
3. 在记录数据的过程中，我们还需要注意光电管的温度。
由于光电管中的电子发射受到温度的影响，因此我们需要保持光电管的温度稳定。
4. 最后，我们根据实验数据，利用普朗克公式和光电效应的基本原理，计算出普朗克常量的数值。
实验结果与讨论通过实验测量得到的光电流与阳极电压的关系曲线如下图所示。
从图中可以看出，随着阳极电压的增加，光电流也随之增加。
这符合光电效应的基本规律。
根据实验数据，我们进行了普朗克常量的计算。
在计算过程中，我们需要使用到普朗克公式：E = hν - φ，其中E为光子能量，h为普朗克常量，ν为光的频率，φ为光电管的逸出功。
通过对实验数据的分析，我们可以得到光子能量与光电流的关系。
进一步，我们可以绘制出光子能量与光电流的对数关系图。
根据普朗克公式，我们可以得到斜率为普朗克常量的直线。
通过对直线的拟合，我们可以得到普朗克常量的数值。
在实际实验中，我们发现实验结果与理论值相比存在一定的偏差。
这可能是由于实验过程中的误差所致。
例如，光源的亮度和位置可能存在一定的误差，光电管的温度也可能不够稳定。
此外，数据采集系统的精度也会对实验结果产生影响。
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。
普朗克常量的测定实验报告
普朗克常量的测定实验报告实验报告：普朗克常量的测定摘要：本实验通过使用光电效应测量普朗克常量，利用加样法测定光电子最大动能，进而计算出普朗克常量的数值。
实验结果表明，普朗克常量的测量值为6.64×10-34 J·s，与参考值6.626×10-34 J·s 相近，证明本实验的可行性和准确性。
引言：普朗克常量是描述量子力学中各种现象的基本物理常数之一，具有重要的科学意义和应用价值。
本实验旨在通过光电效应测量普朗克常量，并学习和掌握量子力学中重要的概念和技术。
实验装置和原理：本实验采用的光电效应测量装置包括光源、反射器、准直器、光阑、光电管、测量仪器等部分。
光源采用紫外线灯，产生波长为255nm的光线；反射器和准直器用于将光线聚焦到光电管的阴极面上；光阑用于限制光线进入光电管的范围。
光电管是用来检测光电效应的组件，其环境中必须保持真空且有一定的加速电压，以使光电子在电场作用下克服金属的束缚力，跃出金属表面。
根据光电效应的原理，当光线照射到金属表面时，激发金属内部的电子跃出，产生电子-空穴对。
如果电子能量高于金属工作函数，电子将被吸引到阴极，形成电流信号。
当光强和光电管和电压一定时，光电子的最大动能和光强成正比，与电压无关。
实验步骤和结果分析：1. 将实验装置接好，并保证光电管工作环境为真空状态。
2. 首先，将准直器聚焦到光电管的阴极面上，并测量出阴阳极间的距离。
3. 接下来，根据入射光线的波长和测得的电压，计算出测得的光电子最大动能。
4. 通过加重原子吸收仪器，在反射器上加样，使入射光线的强度发生变化，重复上述步骤，测量不同光强下的光电子最大动能。
5. 对实验数据进行处理，拟合出电压和光强之间的线性关系，从而计算普朗克常量的数值。
实验结果表明，普朗克常量的测量值为6.64×10-34 J·s，与参考值6.626×10-34 J·s相近，证明本实验的可行性和准确性。
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一、实验目的本实验旨在通过不同的方法测定普朗克常数，深入理解光的量子性和光电效应的基本原理，提高实验操作技能和数据处理能力。
二、实验原理（一）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，形成光电流。
（二）爱因斯坦光电方程根据爱因斯坦的光电效应方程：＄h\nu ＝ W ＋＼frac{1}｛2}mv^2$ ，其中＄h$ 是普朗克常数，＄＼nu$ 是入射光的频率，＄W$ 是金属的逸出功，＄m$ 是电子的质量，＄v$ 是光电子逸出后的最大初速度。
当光电流为零时，对应的反向电压称为遏止电压＄U_{c}＄，此时有：＄eU_{c} ＝＼frac{1}｛2}mv^2$ ，结合上述方程可得：＄h\nu ＝W ＋ eU_{c}＄。
（三）普朗克常数的测定通过测量不同频率的入射光对应的遏止电压，作出＄U_{c} ＼nu$ 曲线，其斜率即为＄h ／ e$ ，从而求得普朗克常数＄h$ 。
三、实验仪器光电效应实验仪（包括汞灯、滤光片、光电管、微电流测量仪等）四、实验步骤（一）仪器连接与预热将光电管暗箱与微电流测量仪连接好，打开电源预热 20 30 分钟。
（二）测量零点在无光照的情况下，调节“调零”旋钮，使电流指示为零。
（三）选择滤光片依次选择不同波长的滤光片，使入射光通过。
（四）测量光电流与反向电压从低到高逐渐调节反向电压，记录对应的光电流值，直至光电流为零，此时的电压即为遏止电压。
（五）更换波长，重复测量更换不同波长的滤光片，重复上述测量步骤。
五、实验数据记录与处理（一）数据记录｜波长（nm）｜频率（×10^14 Hz）｜遏止电压（V）｜｜｜｜｜｜ 365 ｜ 821 ｜－182 ｜｜ 405 ｜ 741 ｜－148 ｜｜ 436 ｜ 688 ｜－122 ｜｜ 546 ｜ 549 ｜－078 ｜｜ 577 ｜ 519 ｜－068 ｜（二）数据处理以频率＄＼nu$ 为横坐标，遏止电压＄U_{c}＄为纵坐标，绘制＄U_{c} ＼nu$ 曲线。
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。
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。
用光电效应测普朗克常数实验报告
一、实验目的1. 深入理解光电效应的基本规律和爱因斯坦的光电效应理论。
2. 掌握利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，并以此测定普朗克常数。
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。
根据爱因斯坦的光电效应理论，光子的能量与其频率成正比，每个光子的能量为 \( E = hv \)，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，光子会将能量传递给金属表面的电子，使其逸出金属表面。
实验中，我们通过测量不同频率的光照射到光电管上时产生的光电流，根据光电效应方程 \( E = hv - W \) 和光电子的最大初动能 \( E_k = eU_0 \)，可以计算出普朗克常数 \( h \)。
三、实验仪器1. 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）2. 汞灯及电源3. 滤色片（五个）4. 光阑（两个）5. 光电管6. 测试仪四、实验步骤1. 将光电管和微电流测量放大器连接到测试仪上，调整测试仪至合适的电压和电流范围。
2. 将滤色片插入光栅单色仪，选择不同频率的光源。
3. 调节光阑，使光线照射到光电管上。
4. 测量不同频率的光照射到光电管上时产生的光电流，记录数据。
5. 根据光电效应方程和光电子的最大初动能，计算普朗克常数 \( h \)。
五、实验数据及结果1. 波长（nm）：365, 405, 436, 546, 5772. 频率（\( 10^{14} \) Hz）：8.214, 7.408, 6.879, 5.490, 5.1963. 截止电压（V）：1.724, 1.408, 1.183, 0.624, 0.504根据实验数据，利用线性回归方法计算得到斜率 \( k \) 的值为 0.001819，根据公式 \( k = \frac{h}{e} \) 计算得到普朗克常数 \( h \) 的值为6.523×\( 10^{-34} \) J·s。
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。
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。
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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南昌大学物理实验报告（一）课程名称：普通物理实验（2）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：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：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—电流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。
三、 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 nm nm nm nm 577 ,546 ,436 ,405 ,365。
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（如图2所示）。
加速电位差AK U 变为负值时，阴极电流会迅速减少，当加速电位差AK U 负到一定数值时，阴极电流变为“0”，与此对应的电位差称为遏止电位差。
这一电位差用Ua 来表示。
Ua 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（如图3所示）。
1、饱和电流的大小与光的强度成正比。
2、光电子从阴极逸出时具有初动能，其最大值等于它反抗电场力所做的功，即：a U e mv ⨯=221因为ν∝a U ，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。
ν∝a U 的关系可用爱因斯坦方程表示如下：eWe h U a -•=ν（2） 实验时用不同频率的单色光(),...... , , ,4321νννν照射阴极，测出相对应的遏止电位差(),...... , , ,4321a a a a U U U U ，然后画出ν~aU图，由此图的斜率即可以求出h 。
如果光子的能量W h ≤•ν时，无论用多强的光照射，都不可能逸出光电子。
与此相对应的光的频率则称为阴极的红限，且用)/(00h W ≤νν来表示。
实验时可以从ν~a U 图的截距求得阴极的红限和逸出功。
本实验的关键是正确确定遏止电位差，画出ν~a U 图。
至于在实际测量中如何正确地确定遏止电位差，还必需根据所使用的光电管来决定。
下面就专门对如何确定遏止电位差的问题作简要的分析与讨论。
遏止电位差的确定：如果使用的光电管对可见光都比较灵敏，而暗电流也很小。
由于阳极包围着阴极，即使加速电位差为负值时，阴极发射的光电子仍能大部分射到阳极。
而阳极材料的逸出功又很高，可见光照射时是不会发射光电子的，其电流特性曲线如图4所示。
图中电流为零时的电位就是遏止电位差a U 。
然而，由于光电管在制造过程中，工艺上很难保证阳极不被阴极材料所污染（这里污染的含义是：阴极表面的低逸出功材料溅射到阳极上），而且这种污染还会在光电管的使用过程中日趋加重。
被污染后的阳极逸出功降低，当从阴极反射过来的散射光照到它时，便会发射出光电子而形成阳极光电流。
实验中测得的电流特性曲线，是阳极光电流和阴极光电流迭加的结果，如图5的实线所示。
由图5可见，由于阳极的污染，实验时出现了反向电流。
特性曲线与横轴交点的电流虽然等于“0”，但阴极光电流并不等于“0”，交点的电位差a U 也不等于遏止电位差a U 。
两者之差由阴极电流上升的快慢和阳极电流的大小所决定。
如果阴极电流上升越快，阳极电流越小，a U '与a U 之差也越小。
从实际测量的电流曲线上看，正向电流上升越快，反向电流越小，则a U '与a U 之差也越小。
由图5我们可以看到，由于电极结构等种种原因，实际上阳极电流往往饱和缓慢，在加速电位差负到a U 时，阳极电流仍未达到饱和，所以反向电流刚开始饱和的拐点电位差aU ''也不等于遏止电位差a U 。
两者之差视阳极电流的饱和快慢而异。
阳极电流饱和得越快，两者之差越小。
若在负电压增至a U 之前阳极电流已经饱和，则拐点电位差就是遏止电位差a U 。
总而言之，对于不同的光电管应该根据其电流特性曲线的不同采用不同的方法来确定其遏止电位差。
假如光电流特性的正向电流上升得很快，反向电流很小，则可以用光电流特性曲线与暗电流特性曲线交点的电位差a U '近似地当作遏止电位差a U （交点法）。
若反向特性曲线的反向电流虽然较大，但其饱和速度很快，则可用反向电流开始饱和时的拐点电位差aU ''当作遏止电位差a U （拐点法）。
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cm 40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A 1310-,做伏安特性则调到A 1010-(或A 1110-)。
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0.000。
2、用FB807实验仪测定截止电压、伏安特性：由于本实验仪器的电流放大器灵敏度高，稳定性好，光电管阳极反向电流、暗电流水平也较低，在测量各谱线的截止电压时，可采用零电流法（即交点法），即直接将各谱线照射下测得的电流为零时对应的电压AK U 的绝对值作为截止电压。
此法的前提是阳极反向电流、暗电流和本底电流都很小，用零电流法测得的截止电压与真实值相差较小；且各谱线的截止电压都相差对曲线的斜率无大的影响，即对h 的测量不会产生大的影响。
（1）测量截止电压：工作电压转换按钮于释放状态，电压调节范围是：V V 2~2+-，“电流量程”开关应置于A 1310-⨯ 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mm 3左右，即脱离定位销,把mm 4φ的光阑标志对准上面的白点，使定位销复位。
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nm 365的滤色片转到窗口（通光口）,此时把电压表显示的AK U 值调节为V 999.1-；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（即使负电压绝对值减小），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AK U ，该电压即为nm 365单色光的遏止电位。
然后按顺序依次换上nm nm nm nm 577 ,546 ,436 ,405的滤色片，重复以上测量步骤。
一一记录AK U 值。
（2）测光电管的伏安特性曲线：此时，将工作电压转换按钮按下，电压调节范围转变为：V V 30~2+-，“电流量程”开关应转换至A 1010-⨯ 档，并重新调零。
其余操作步骤与“测量截止电压”类同，不过此时要把每一个工作电压和对应的电流值加以记录，以便画出饱和伏安特性曲线，并对该特性进行研究分析。
① 观察在同一光阑、同一距离条件下5条伏安特性曲线。
记录所测AK U 及I 的数据到表2中，在坐标纸上作对应波长及光强的伏安特性曲线。
② 观察同一距离、不同光阑（不同光通量）、某条谱线在的饱和伏安特性曲线。
测量并记录对同一谱线、同一入射距离，而光阑分别为mm mm mm 8 ,4 ,2时对应的电流值于表3中，验证光电管的饱和光电流与入射光强成正比。
③ 观察同一光阑下、不同距离（不同光强）、某条谱线在的饱和伏安特性曲线。
在AK U 为V 30时，测量并记录对同一谱线、同一光阑时，光电管与入射光在不同距离，如 mm mm mm 400 ,350 ,300等对应的电流值于表4中，同样可以验证光电管的饱和电流与入射光强成正比。
五、 实验数据及数据分析处理：由表1的实验数据，画出图，求出直线的斜率，即可用,求出普朗克常数，把它与公认值比较，求出实验结果的相对误差，式中常数，。
表1：波长365 405 436 546 577 频率 8.214 7.408 6.879 5.490 5.196 截止电压1.9321.4081.2980.7940.682拟合后的图相对误差表2：伏安特性曲线（Φ2、577nm）-202468101214032035394752586416182022242628306772788084889091拟合后的图六、思考题：1、测定普朗克常量的关键是什么？怎样根据光电管的特性曲线选择适宜的测定遏止电动势的方法。
答：2、从遏止电动势与入射光的频率的关系曲线中，你能确定阳极材料的逸出功吗？答：3、本实验存在哪些误差来源？实验中如何解决这些问题？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七、原始数据：。