光电效应法测普朗克常数(精)

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光电效应法测普朗克常数
•基本要求 •主要试验内容 •仪器简介 •实验注意事项 •思考题
基本要求
(1)了解验证爱因斯坦光电方程的 基本实验方法。 (2)学习单色光的获得、微弱电流 的测量等基本实验技术。
主要试验内容
1、测试前的准备 (1)认真阅读《GP-1型普郎克常数测定仪使用说明书》中的 “使用方法”的“注意事项”。并了解水银灯、光电管、滤 色片的特性。 (2)按图7-22连接仪器。用遮光罩盖住光电管暗盒的光窗, 通电预热20~30min,然后调整测量放大器的零点和满度。 2、测量光电管的暗电流 (1)联接好光电管暗盒与放大器之间的屏蔽电缆、地线和阳 极电源线。放大器“倍率”旋钮置×10-6。 (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。仔细记录从-3V ~+3V不同电 压下的相应电流值,即光电管的暗电流。 3、手动测光电管的I~V 特性
思考题
1、光电效应的实验规律有哪几个方面? 2 、怎样设计实验步骤才能既快又准找到遏止 电压? 3、实验中是如何验证爱因斯坦方程的? 4、怎样用拐点法确定遏止电压? 5、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 设计思想。
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。 ③对于任何光阴极的金属材料都有一个截止频率(红限), 当入射光的频率小于截止频率时,不论光强度多大,照射时 间多么久,也不能产生光电流。 2、怎样设计实验步骤才能既快又准找到遏止电压? 答:首先粗测,观察电流随电压的变化情况,记下电流明显 变化时的电压值;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;最后作 图找拐点,拐点所对应的电压就是遏止电压。 3、实验中是如何验证爱因斯坦方程的? 答:作光电管的遏止电压与入射光的频率的关系曲线。如果
滤片
实验注意事项
1、仔细阅读仪器说明书,熟悉仪器个旋钮的功能,方 可进行实验。 2、开机前将微电流放大器的各旋钮置于以下位置: “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。
' U S 求出直线的ຫໍສະໝຸດ Baidu率:K= v 。代入式(7-33)求出普郎克常数
h K 。并算出所测值与公认值之间的误差。
仪器简介
本仪器为成套的《GP—1型普朗克常数 测定仪》,其中包括水银灯,光电管, 滤光片,微电流测量放大器等。本仪 器是用来获得一组不同频率的单色光 并测出光电管在光照下的微弱反向光 电流。
思考题答案
它符合线性规律,则实验验证了爱因斯坦方程。 4、怎样用拐点法确定遏止电压? 答:测量光电管的伏安特性曲线,曲线上明显的拐点所对应 的电压值就是遏止电压。 5、怎样减小室内杂散光对实验的干扰? 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。 6、本实验是如何测量普朗克常数的?请简述设计思想。 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。改变不同频率的光进行照射光电管,得到不同的 遏止电压,作光电管遏止电压与入射光频率的关系曲线,其 斜率乘以电子电荷量就等于普朗克常数。
主要试验内容
(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。取去遮光罩,换上滤光片。对不同的 滤光片,观察电流随电压的变化情况,记下电流明显变化时的 电压值,以便精测。 (2)在粗测的基础上进行精测记录。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。并记 入表7-4。 (3)在精度合适的方格纸上,仔细作出不同波长的I~V曲线。 从曲线中认真找出电流开始变化的“抬头点”,确定 的截 I AK ' 止电压 ,并记录表7-5。 Us ' (4)把不同频率下的截止电压 U s 描绘在方格纸上。如果光电 ' 效应遵从爱因斯坦方程,则U s = f (v)关系曲线应该是一根直线。
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