光电效应实验数据处理
光电效应实验数据处理
光电效应实验数据处理
一、实验目的：
1、了解光电效应实验的基本原理;
2、掌握实验数据的处理方法。
二、实验原理：
光电效应是指一定强度光的照射下物体表面电压的变化，或当光能量施加作用到物体表面上时，表面发生的电场变化现象。
三、实验试剂：
1、光电池
2、小片铜焊料
3、照明灯
4、照相机
5、电源柜
6、示波器
7、温度表等。
四、实验步骤：
1、将光电池铺设在照明灯的前面，然后将光电池连接到示波器上，以观察光电池的电场变化情况；
2、将小片铜焊料和温度表放在光电池的前面，调节照明灯的发射光的强度，照射到小片铜焊料上，观察温度表上的温度变化情况；
3、将光电池连接到电源柜上，调节电源柜上的输出电压，观察光电池上的电流值，以及光电池的温度变化情况；
4、将照相机连接到光电池上，打开照相机，拍摄光电池的照片，观察光电池的外观变化。
五、实验数据处理：
1、对实验中所有测量的电场值、温度值、电流值等数据进行整理和分析，分析实验中变量与测量值的关系；
2、利用数据分析软件，绘制光电池实验数据的折线图，如光电池的发射电流与光照强度的关系；
3、利用数据分析软件，绘制光电池的频谱分析图，比较不同频率光电池的电场衰减情况；
4、利用数据分析软件，将光电池的录制图片进行处理，分析光电池表面的温度分布情况。
光电二极管实验操作要点与数据处理
光电二极管实验操作要点与数据处理光电二极管是一种常见的光电器件，其原理是利用光照射在光电二极管上时，光子会激发电子跃迁至导带中，从而产生光电效应。
在光电二极管实验中，我们通常会进行测量和分析，以获得相关的数据和结论。
以下将介绍光电二极管实验的操作要点和数据处理的一些常用方法。
一、光电二极管实验操作要点1. 实验器材准备首先，为了保证实验的准确性和可靠性，需要使用高质量的光电二极管和其他实验器材。
确保实验器材是清洁的，以避免灰尘和污染对实验结果的影响。
2. 实验环境控制在进行光电二极管实验时，环境条件的控制非常重要。
光照的强度、波长和角度都会对实验结果产生影响。
因此，需要在实验过程中保持较为恒定的光照条件。
可以使用光源和滤光片来调节光照强度和光谱特性。
3. 光电二极管电路连接将光电二极管正确地连接到电路中是实验的第一步。
光电二极管通常有两个引脚，其中一个是阳极端，一个是阴极端。
阳极端连接到正电源，阴极端连接到负电源。
确保连接的稳定和可靠，以避免电路断开或产生干扰。
4. 光电二极管灵敏度测试在进行实验之前，可以通过灵敏度测试来评估光电二极管的性能。
可以使用已知光源的强度和波长，分别照射光电二极管，并记录相应的电流和电压值。
通过比较不同光源下的测量结果，可以对光电二极管的灵敏度做初步评估。
二、光电二极管数据处理方法在进行光电二极管实验后，我们需要对所获得的数据进行分析和处理，以得出有意义的结论。
以下是几种常用的数据处理方法。
1. 电流-电压特性曲线根据实验的测量结果，可以绘制光电二极管的电流-电压特性曲线。
在该曲线上，横坐标表示加在光电二极管上的电压，纵坐标表示通过光电二极管的电流。
这样的曲线能够直观地反映出光电二极管的工作状态和特性。
2. 光照强度-电流关系通过改变光照的强度，可以记录相应的光照强度和光电二极管输出的电流。
通过绘制光照强度和电流之间的关系曲线，我们可以了解到光电二极管的灵敏度和响应特性。
光电效应实验报告数据
光电效应实验报告数据一、实验数据1、光源波长365m，孔径5I02410162638537191116143143U-1.95-1.90-1.85-1.80-1.75 -1.70 -1.65 -1.60 -1.55 -1.50 -1.45 -1.40 -1.352、光源波长405m，孔径5I 02511 1928436184 107132 143 143 U -1.50 -1.45 -1.40 -1.35-1.30 -1.25 -1.20 -1.15 -1.10 -1.05 -1.00 -0.95 -0. 903、光源波长436nm，孔径5I 03 101930 496786108132 143 143∪-1.32 -1.27 -1.22 -1.17-1.12 -1.07 -1.02 -0.97 -1.92 -0.87 -0.82 -0.774、光源波长546nm;孔径5I061125345370100123143143U-0.77-0.75-0.73-0.71-0.69-0.67 -0.65 -0.63 -0.61 -0.59 -0.575、光源波长577mm;孔径5I 04 11203347617789 105121 140 143∪-0.65 -0.60 -0.55 -0. 50-0.45 -0.40 -0.35 -0.30 -0.25 -0.20 -0.15 -0.10 -0. 05二、实验结果分析1、由实验得到的优安特性曲线可知，在光电效应中，随着光电管两侧正向电压的增大，光电流增大速度越来越慢，光电流的值逐渐趋于稳定，即饱和光电流。
而随着反向截止电压的增大，光电流逐斩变为零。
而光电流刚好为零时的电压成为反向截止电压。
且波长短的光频率大，对应的光饱和电流的值越大，反向截止电压的值也越大。
2、在光电效应中，光电管的饱和光电流与入射光强成正比，而且当光强相等时，波长越短，频率越大的光，产生的饱和光电流越大。
光电效应的实验报告
光电效应的实验报告实验名称：光电效应的实验实验目的：通过实验观察光电效应的现象，并分析光电效应与光的波动性和粒子性之间的关系。
实验器材：1. 光电效应实验装置（包括光源、光电池、电压表、电流表等）2. 透明玻璃板3. 纸板或屏风4. 毫米纸实验原理：光电效应是指当一束光照射到金属表面时，金属表面的电子会被激发出来，从而形成电流。
光电效应的实验可以明确光子的粒子性。
根据光电效应的经典理论，光子的能量与光的频率有关，与光的强度无关。
实验步骤：1. 将光电效应实验装置按照说明书正确连接。
2. 将透明玻璃板放在光电池前面，调节光电池与玻璃板之间的距离，使其能够接收到照射光。
3. 在实验室的昏暗环境中，打开光源，调节电压表和电流表的量程，确保能够准确测量光电池的电流和电压。
4. 用纸板或屏风将光电池遮挡起来，避免环境光的干扰。
5. 测量不同频率或波长的光照射在光电池上的电流和电压。
可以根据需要改变光源的频率或波长，观察光电池的响应。
6. 将测得的电流和电压数据记录下来，并根据实验所用的光源的特性，计算光子的能量。
7. 分析实验数据，绘制光电效应的实验曲线（光照强度与电流之间的关系曲线）。
实验注意事项：1. 在进行实验时，应尽量避免环境光的干扰，保证实验室的昏暗环境。
2. 实验过程中，应保持光源的频率或波长不变，只改变光照强度，以观察其对光电效应的影响。
3. 在记录实验数据时，应注意准确测量光电池的电流和电压。
4. 实验结束后，关闭光源和仪器设备，整理实验器材，保持实验室的整洁。
实验结果与讨论：根据实验记录的数据，可以绘制出光照强度与电流之间的关系曲线。
根据实验曲线，可以得出不同频率或波长的光照射在光电池上所产生的电流大小与光照强度的关系。
进一步分析可得到光子的能量与光的波长或频率之间的关系。
实验结果可以用于验证光电效应与光的波动性和粒子性之间的关系，并进一步研究与应用光电效应在光电技术中的应用。
光电效应实验数据处理(最全)word资料
光电效应实验数据处理(最全)word资料λ/nmv/手动Ua 自动Ua 3658.2131.7661.768 4057.4081.4061.408 4366.8791.1861.188 5465.490.6020.608 5775.1960.4620.46普朗克常数第8卷第4期北华大学学报(自然科学版Vol.8No.42020年8月JOURNAL OF BEIHUA UN IV ERSIT Y (Natural Science Aug.2020文章编号:100924822(20200420303203光电效应测量普朗克常量实验的研究陈若辉1,郭赫2(1.北华大学物理学院,吉林吉林132033;2.中国人民解放军防化指挥工程学院基础部,北京102205摘要:根据准爱因斯坦光电方程确定了阴极电流曲线的类型,分析实测电流的组成及形成原因,对实验数据进行处理和对曲线进行拟合,得到了较好的实验结果.关键词:爱因斯坦光电方程;普朗克常量;曲线拟合中图分类号:O436.4文献标识码:A收稿日期:2020210216简介:陈若辉(1968-,男,实验师,主要从事光学实验研究.用光电效应测量普朗克常量实验是国内外高校普遍开设的一个典型近代物理实验.然而,我们知道,测量普朗克常量h 时,不同温度、不同仪器、不同人所测定结果差异较大,很难获得较高精度和可重复的结果,说明该实验存在较大的系统误差和偶然误差.若要通过该实验得到较高精度的可重复的结果,首先,应完善实验原理,提高仪器的精度;其次,采用适当办法,降低偶然误差.本实验用图解法求解,从确定曲线类型出发,通过曲线拟合,来降低偶然误差.1实验原理现今,利用光电效应测普朗克常量实验所依据的理论基础是爱因斯坦光电方程h ν=12m V 2m +A ,(1.1其中,m 和V m 是光电子的质量和最大初速度,A 为逸出功,h 为普朗克常量,ν为入射光的频率.当光电流刚好为零时,光电管两极间所加反向电压U S 称作截止电压,此时爱因斯坦光电方程可表示为h ν=eU S +A ,(1.2其中,e 为电子电量,逸出功A 与阴极材料有关,由式(1.2知U S 与ν是线性关系,通过测量不同频率光的截止电压U S ,可作U S 2ν直线,由其斜率求出普郎克常量h [1].然而,实验通常是在室温下进行的,实验所依据的爱因斯坦光电方程只是在绝对温度为0K 时才成立.在室温条件下,由于热激发,光电子没有确定的最大动能,也没有明确的截止电压U S ,阴极光电流曲线以渐进的方式趋近于零[2,3].文献[2]作了热修正,得到了光电流密度方程为J (U =4πm βk 2T 2 D h 3exp h ν-A K T exp -eU K T ,(1.3其中,U 为两极所加的反向电压;J (U 是反向电压为U 时的光电流密度;β是光子对所有能量的电子等概率激发的概率值;K 为玻耳兹曼常量;T 为绝对温标; D 为光电子穿过金属表面势垒的平均透射系数.将式(1.3两边取对数并整理得到任意温度下的准爱因斯坦光电方程h ν=A -ΔE +e U ′S =A ′+e U ′S ,(1.4其中,A ′=A -ΔE ,ΔE =KT ln 4πem K 2T 2 D h 3J [U ],ΔE 为动能最大的光电子所具有的能量,它是光电流密度J 和温度T 的函数,当T =0K 时,A ′=A ,即爱因斯坦光电方程是任意温度下的准爱因斯坦光电方程在T=0K 时的特殊形式.本实验的理论基础是准爱因斯坦光电方程,实验原理更加完善.在此基础上,要获得较好结果,关键是排除各种干扰,准确测量出各选定波长的入射光产生的阴极电流及其对应的电压值.2实测电流的组成及形成原因排除周围环境杂散光的影响,实测光电流主要由微弱漏电流、阳极光电流和阴极光电流组成.当无光照射光电管时,漏电流是因光电管的阴阳两极漏电而产生的微弱电流.光电管的阴极上均匀涂有逸出功很小的光敏材料,且阴极受光面积远远大于阳极,在可见光照射下会发射电子而形成阴极电流.阳极反向光电流的形成是由于阴极光敏材料在使用过程中会溅射并沉积到阳极上,在可见光照射(或反射下也会发射电子而形成阳极反向光电流[4].在实验中,我们尽量避免光直接入射到阳极,但从阴极散射到阳极的光是避免不了的,因此,阳极光电流与阴极光电流并存.通常,实验是在室温下进行的,一定存在热效应,这样阳极光电流和阴极电流应为光效应和热效应共同作用产生的电流.3阴极电流曲线类型以及实验中获得阴极电流的方法我们在实验中采用“减速电势法”测量阴极光电流并求出普朗克常量h ,即阳极加负电势,阴极加正电势.阴阳两极的这种接法,对于阴极发射的光电子起减速作用,而对于阳极发射的光电子却起加速作用.由于阳极反向电流很小,当反向电压大于某一较小值(0.5V 时,阳极电流就能达到饱和,可视为一定值I s .而反向电压过小时,阳极电流未达到饱和,电流曲线是非线性的.设光电管的阴极接受光的有效面积为S ,对应所产生的光电流为I ,由式(1.3可得I =S ・J (U =4πm βk 2T 2 D S h 3exp h ν-A K T exp -eU K T .(3.1上式表明,当用确定频率的入射光照射阴极,温度不变时,4πm βk 2T 2 D S h 3exp h ν-A K T 为一定值,在电压U 的作用下,产生的阴极电流I 为e 指数型曲线.这样即可在计算机上对曲线和数据进行各种处理.设I 2和G 为光电管两级间漏电流及漏电导,可表示为I 2=GU.(3.2当反向电压足够大时,阳极电流达到饱和,用“减速电势法”实验测得的总电流I ′为I ′=I +I s +I 2,(3.3变换得I =I ′-I s -I 2=I ′-I s -GU.(3.4以阴极电流I 为参考方向,I s 电流方向与I 相反,取负值;I 2与I 方向相同,取正值.式(3.4为我们提供了实验中获得阴极电流的方法.4实验仪器实验仪器为东南大学生产的GP 21型普朗克常量测定仪,光源为GGQ 250WHg 仪器用高压汞灯,N G 型滤色片,滤选365,405,436,546,577nm 等谱线.GP 21型电流放大器的测量范围是10-6~10-12A ;电压量程为-3~3V ,读数精度为0.02V.实验在27℃的室温下进行.5实验步骤及结果此方法测量普朗克常量实验步骤与标准的光电效应测量普朗克常量不同之处需调整光源距离,使选定的不同频率入射光的光强基本相同,其他实验步骤与标准的光电效应测量普朗克常量相同,但数据的处理方法不同.本实验数据处理过程可分为如下几个步骤:(1实验测得每一组电流及其对应的电压数据后,由式(3.4可知,在光电流中扣除阳极饱和电流和漏电流(漏电流很小,可略去,得到一组相应的阴极光电流I 和电压U.(2选取每个数据中阴极光电流变化较显著,且阳极电流已经饱和(U >0.5V ,I >0A 的数据部分作为数据源(这种选择可以减小阳极电流对阴极电流的影响,应用Office 软件给出阴极I 2U 曲线图,如图1所示,系列1,系列2,系列3,系列4,系列5分别为波长为365,405,436,546,577nm 的U 2I 函数关系曲线.(3对不同频率入射光的光电流曲线,用电流大小相当于仪表最小刻度相当的值,如I =1×403北华大学学报(自然科学版第8卷10-12A 的直线去截各阴极I 2U 曲线,得各自对应的所谓截止电压U ′S ,如表1所示.将不同入射光的频率ν及其对应的截止电压U ′S 作为一组数据源,应用Office 软件给出U ′S 2ν曲线图,进一步可得拟合直线,如图2所示.由图2之直线斜率b 并计算得h =be =6632×10-34J ・S ,与普朗克常量公认值十分接近.图1U 2I 函数曲线图2U ′S 2ν函数曲线Fig.1Curve of U 2I ’s functionFig.2Curve of U ′S 2νfunction 表1光电流的截止电压Tab.1Ray radiation current of stopping voltageλ/nm ν/1014HzU ′S /V 3658.2-2.204057.4-1.74436 6.9-1.70546 5.5-1.05577 5.2-0.926结论本实验的理论基础是准爱因斯坦光电方程,实验原理更加完善.本实验无论是对阴极光电流的数据处理,还是通过U ′S 2ν曲线求斜率b 的数据处理,都采用了Office 软件对曲线进行拟合,这在很大程度降低了偶然误差;同时作图中采用了添加趋势线方法,大大提高了测量的精度,因此,使测量值接近普朗克常量的公认值.参考文献:[1]章佳伟.在光电效应实验中用曲线法测普朗克常量[J ].物理实验,2003,23(11:42244.[2]杨际青.改进的光电效应测量普朗克常量外推法实验[J ].大学物理,2003,22(12:38240.[3]杨际青.爱因斯坦光电方程与光电效应实验外推法[J ].大学物理,2003,22(3:27229.[4]杨述武.普通物理实验(4[M ].北京:高等教育出版社,2002:1482152.Exp eriment of Planck Constant Mea sured with Methodof Photoelectric E ffectCHEN Ruo 2hui 1,GUO H e 2(1.Science College of Beihua U niversity ,Jili n 132033,Chi na ;2.B asic Courses Depart ment of Instit ute of Chem ical Def ence PL A ,Beiji ng 102205,Chi naAbstract :According to Einstein photoelectric quasi 2equation ,cathode current curvilinear type is determined ,composition of actual measuring current and form reasons are analyzed ,Excel software is applied to process experiment datum and carry on curve fitting ,better experiment results are attained.K ey w ords :Einstein photoelectric equation ;Planck constant ;Curve fitting 【责任编辑:吕洪斌】503第4期陈若辉,等:光电效应测量普朗克常量实验的研究实验四十光电效应测定普郎克常数【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。
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目的：1.了解光电效应的基本原理和测量方法；2.使用光电效应法测量普朗克常数。
实验仪器：1.高压电源2.光电效应装置3.电压源4.测量电压表5.电流表实验原理：光电效应是指当光照射到金属表面时，金属会发射出电子，并产生电流。
光电效应实验的基本原理是根据光电效应的光电子发射定律：光电子的最大动能等于光子能量减去金属工作函数。
能量关系可以表示为：K=hν-φ，其中K是光电子的动能，h是普朗克常数，ν是光的频率，φ是金属的逸出功。
通过测量光电子的动能和光的频率，可以得到普朗克常数。
实验步骤：1.准备实验仪器，将光电效应装置和光电管连接好。
2.将高压电源连接到光电效应装置上，并调节合适的工作电压。
3.调节光电效应装置的光强度，使金属表面可以发射出电子。
4.使用电压源和电流表测量光电效应装置产生的电流和电压。
5.改变光强度和工作电压，多次测量光电效应产生的电流和电压。
实验数据处理：1.对测量得到的电流和电压进行数据整理。
2.计算光电子的动能K，K=eV，其中e是元电荷，V是电压。
3.根据公式K=hν-φ，计算得到普朗克常数h的估计值。
4.计算多次测量得到的普朗克常数的平均值，并计算估计值的标准偏差。
5.通过和已知数值进行比较，评估实验结果的准确性。
实验结果与讨论：通过实验测量得到的普朗克常数的估计值为X，标准偏差为ΔX。
与已知数值进行比较，可以评估实验结果的准确性。
在测量过程中，可能会存在误差，例如电流和电压测量的误差、光强度和工作电压的调节不准确等。
为减小误差，可以进行多次测量，并取平均值。
此外，还可以改变光强度和工作电压，观察其对测量结果的影响。
结论：通过光电效应法测量普朗克常数，可以得到该物理常数的估计值。
实验结果的准确性受到测量误差的影响，可以通过多次测量取平均值来减小误差。
此外，还可以改变实验条件，观察其对测量结果的影响。
在实验中还需要注意仪器的使用和调节，以确保实验的准确性和可靠性。
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。
光电效应(包含实验报告和数据处理)
北京科技大学实验报告光电效应实验原理：原理图如右图所示：入射光照射到光电管阴极K上，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V AK，测量出光电流I的大小，即可得出光电管得伏安特性曲线。
1）对于某一频率，光电效应I-V AK关系如图所示。
从图中可见，对于一定频率，有一电压V0，当V AK≤V0时，电流为0，这个电压V0叫做截止电压。
2)当V AK≥V0后，电流I迅速增大，然后趋于饱和，饱和光电流IM的大小与入射光的强度成正比。
3）对于不同频率的光来说，其截止频率的数值不同，如右图：4)对于截止频率V0与频率的关系图如下所示。
V0与成正比关系。
当入射光的频率低于某极限值时，不论发光强度如何大、照射时间如何长，都没有光电流产生。
5）光电流效应是瞬时效应。
即使光电流的发光强度非常微弱，只要频率大于，在开始照射后立即就要光电子产生，所经过的时间之多为10-9s的数量级。
实验内容及测量：1将4mm的光阑及365nm的滤光片祖昂在光电管暗箱光输入口上，打开汞灯遮光盖。
从低到高调节电压（绝对值减小），观察电流值的变化，寻找电流为零时对应的V AK值，以其绝对值作为该波长对应的值，测量数据如下：波长/nm365404.7435.8546.1577频率/8.2147.408 6.897 5.49 5.196截止电压/V 1.679 1.335 1.1070.5570.434频率和截止电压的变化关系如图所示：由图可知：直线的方程是:y=0.4098x-1.6988所以:h/e=0.4098×,当y=0，即时，，即该金属的截止频率为。
也就是说，如果入射光如果频率低于上值时，不管光强多大也不能产生光电流；频率高于上值，就可以产生光电流。
根据线性回归理论：可得：k=0.40975，与EXCEL给出的直线斜率相同。
我们知道普朗克常量,所以，相对误差：2测量光电管的伏安特性曲线1）用435.8nm的滤色片和4mm的光阑实验数据如下表所示：435.8nm4mm光阑I-V AK的关系V AK I V AK I V AK I V AK I V AK I V AK I 0.040 1.90.858 4.2 2.3009.3 6.60019.512.00027.322.00035.8 0.089 2.10.935 4.4 2.50010 6.80019.912.50027.722.70036.2 0.151 2.3 1.096 4.9 2.70010.67.20020.513.00028.324.10037 0.211 2.4 1.208 5.3 2.90011.17.80021.514.20029.425.70037.9 0.340 2.7 1.325 5.6 3.200128.7002315.00030.126.80038.30.395 2.9 1.468 6.1 3.80013.99.10023.616.10031.127.50038.7 0.470 3.1 1.637 6.7 4.20014.89.80024.616.60031.629.50039.5 0.561 3.3 1.7797.2 4.90016.410.20025.117.50032.330.90040.1 0.656 3.6 1.9307.8 5.40017.410.70025.818.600330.725 3.8 2.0008.3 6.10018.711.10026.319.60033.72）用546.1nm的滤光片和4mm的光阑数据如下表所示：546.1nm4mm光阑I-V AK的关系V AK I V AK I V AK I V AK I0.3 1.3 5.99.113.213.023.815.91.02.6 6.89.814.113.325.316.11.4 3.47.610.415.113.726.416.51.8 4.18.210.816.114.027.216.62.2 4.98.811.117.114.228.016.72.8 5.79.811.617.814.428.916.73.2 6.310.011.918.914.729.716.83.97.111.412.319.714.930.716.94.37.612.112.620.115.031.217.04.98.212.712.920.915.2作两种情况下，光电管得伏安特性曲线：Z实验4.3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。
光电效应测两普朗克常量实验报告(附实验数据与分析)
实验题目：光电效应法测普朗克常量实验目的：了解光电效应的基本规律，并用光电效应的方法测量普朗克常量，并测定光电管的光电特性曲线。
实验仪器：光电管、滤波片、水银灯、相关电学仪器实验原理：在光电效应中，光显示出粒子性质，它的一部分能量被物体表面电子吸收后，电子逸出形成光电子，若使该过程发生于一闭合回路中，则产生光电流。
实验原理图：图一：原理图光电流随加速电压差U的增加而增加，其大小与光强成正比，并且有一个遏止电位差U a存在（此时光电流I=0）。
当U=U a时，光电子恰不能到达A，由功能关系：而每一个光子的能量，同时考虑到电子的逸出功A，由能量守恒可以知道：这就是爱因斯坦光电效应方程。
若用频率不同的光分别照射到K上，将不同的频率代入光电效应方程，任取其中两个就可以解出：其中光的频率应大于红限，否则无电子逸出。
根据这个公式，结合图象法或者平均值法就可以在一定精度范围内测得h值。
实验中单色光用水银等光源经过单色滤光片选择谱线产生；使用交点法或者拐点法可以确定较准确的遏止电位差值。
实验内容：1、在光电管入光口装上365nm的滤色片，电压为-3V，调整光源和光电管之间的距离，直到电流为-0.3μA，固定此距离，不需再变动；2、分别测365nm,405nm,436nm,546nm,577nm的V-I特性曲线，从-3V到25V，拐点出测量间隔尽量小；3、装上577滤色片，在光源窗口分别装上透光率为25%、50%、75%的遮光片以及0、100%两种情况，加20V电压，测量饱和光电流Im和照射光强度的关系，作出Im-光强曲线；4、作Ua-V关系曲线，计算红限频率和普朗克常量h，与标准值进行比较。
数据处理和误差分析：本实验中测量的原始数据如下：表一：365nm光下电压和光电流表二：405nm光下电压和光电流表三：436nm光下电压和光电流表四：546nm光下电压和光电流表五：577nm光下电压和光电流表六：在不同透光率下的饱和光电流（577nm光下）电流单位：μA根据以上表一至表五的数据，可分别作出各种不同波长（频率）光下，光电管的V-I特性曲线：图二：365nm光下光电管的伏安特性曲线图三：405nm光下光电管的伏安特性曲线图四：436nm光下光电管的伏安特性曲线图五：546nm光下光电管的伏安特性曲线图六：577nm光下光电管的伏安特性曲线根据以上五个图，利用拐点法可确定在不同光频率下的遏止电压差值，列表如下表七：光频率和遏止电压的关系由此作出频率-遏止电压图，用直线拟合：ν/HzUa/VUa-γ关系图普朗克常量h=ek=1.602×10-19×2.772×10×10-15 s J ⋅=4.440×10-34s J ⋅截止频率γ=4.464×1014Hz%6.3363.640.463.6=-=-=真实值测量值真实值相对误差h误差分析：本实验最后处理数据得到的误差非常大，大约1/3。
大物光电效应实验报告
大物光电效应实验报告大物光电效应实验报告引言光电效应是物理学中一项重要的实验现象，通过对光电效应的研究，我们可以更深入地了解光的本质以及光与物质之间的相互作用。
本次实验旨在探究光电效应的基本原理和规律，并通过实验数据的分析，验证光电效应的一些重要定律。
实验装置和方法实验所用的装置包括光电效应实验装置、光源、电压表、电流表等。
首先，我们将实验装置搭建好，并保证光源的稳定性。
然后，通过调节光源的强度和距离，观察光电效应的变化规律。
在实验过程中，要注意保持实验环境的稳定，避免外界因素对实验结果的干扰。
实验结果与分析在实验过程中，我们记录下了光电效应的相关数据，并进行了数据分析。
实验结果显示，当光源强度增加时，光电流也随之增加，这与光电效应的基本原理相符。
此外，我们还发现，当光源距离光电池越近时，光电流也越大，这说明光电效应与光的强度和入射角度有关。
根据实验结果，我们可以得出结论：光电效应是指当光线照射到金属表面时，金属中的自由电子被激发并逸出金属表面，形成光电流的现象。
光电效应的产生与光的频率、光的强度以及金属的性质有关。
当光的频率超过一定阈值时，光电效应才会发生。
此外，光电效应的光电流与光的强度成正比，与光的频率无关。
进一步地，我们可以通过实验数据计算出光电效应的截止频率，即当光的频率小于截止频率时，光电效应不会发生。
通过实验数据的处理，我们得到了一条直线，通过截止频率的计算，我们可以得到该直线与频率轴的交点，即为截止频率。
这个实验结果与理论值相符合，验证了光电效应截止频率的计算方法。
实验的局限性和改进在本次实验中，我们只考虑了光的频率和光的强度对光电效应的影响，而未考虑其他因素。
实际上，光电效应还与金属的性质、光的入射角度等因素有关。
因此，为了更全面地了解光电效应，可以进一步研究这些因素对光电效应的影响。
此外，在实验中，我们使用了近似理想的光源和光电池，这可能会对实验结果产生一定的误差。
为了提高实验的准确性，可以采用更精确的光源和光电池，并进行多次实验取平均值，以减小误差。
光电效应实验数据处理表格
546.1 5.490
435.8 6.879
404.7 7.408
14 频率 (10 Hz )
遏止电压Ua(V)正值
遏止电压（V）
遏止电压与频率的关系
1.200
1.000
0.800 0.600
0.400
0.200
0.000
4.0 5.0 6.0 7.0 频率 1014 Hz
上图直线的斜率为
8.0
13
14
15
16
17
18
19
20
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
电流（mA）
404.7nm
Байду номын сангаас 0
0
1 电压（V）
1
1
1
电流（mA）
546.1nm
0
0
1 电压（V）
1
1
1
克常量
365.0 8.213
9.0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
电流（mA）
365nm
电流（mA） 1
1
45 35
1
35 25 15
5 -5 0 1 电压（V） 1 2
大物实验报告光电效应
大物实验报告光电效应实验报告：光电效应一、实验目的1.了解光电效应的现象和基本原理。
2.学习使用光电效应实验设备并掌握相关的实验技术。
3.通过实验数据分析，理解光电效应中光电子的能量与光频率的关系。
4.学习使用作图软件处理实验数据。
二、实验原理光电效应是指光子通过照射金属表面，使金属表面的电子吸收光子能量并克服金属内部的电场力束缚，从而离开金属表面的现象。
这个过程可以用爱因斯坦的光电效应方程来描述：E = hν - Φ其中E是光电子的最大动能，h是普朗克常数，ν是光频率，Φ是金属的功函数。
三、实验设备和方法1.光电效应实验装置2.光源（如汞灯）及其光学系统3.电子计数器4.数据采集和处理系统四、实验步骤和数据记录1.开启光源并调整其波长至预设值。
2.将光电效应实验装置和电子计数器连接并开启。
3.调整光源与金属板的距离，保证有明显的光电效应产生。
4.使用电子计数器记录不同波长的光源照射下的光电流，并保存数据。
1.根据实验数据，可以计算出光电子的最大动能E。
根据爱因斯坦的光电效应方程，可以得出光电子的最大动能E与光频率ν的关系图。
2.通过分析光电流与波长的关系，可以得出金属的功函数Φ。
当光子能量大于或等于金属功函数时，才会有光电子产生。
因此，通过分析光电流与波长的关系，可以得出金属的功函数Φ。
3.通过分析实验数据，可以验证爱因斯坦光电效应方程的正确性。
将实验数据代入爱因斯坦光电效应方程中，可以得出一条直线，从而验证了爱因斯坦光电效应方程的正确性。
4.使用作图软件（如Microsoft Excel）将实验数据进行图形化处理，可以得出光电子最大动能E与光频率ν的关系图和光电流与波长的关系图。
这些图形可以帮助我们更好地理解和分析实验数据。
六、结论通过本次实验，我们观察到了光电效应的现象并验证了爱因斯坦光电效应方程的正确性。
我们还学会了使用光电效应实验设备并掌握了相关的实验技术，以及使用作图软件处理实验数据的方法。
实验2.1 光电效应测普朗克常数
1.测普朗克常数h
表1截止电压与光波长关系
电流量程：10-13，距离：400mm
波长/nm
365
405
436
546
577
手动U0/V
-1.864
-1.536
-1.260
-0.690
-0.570
自动U0/V
-1.862
-1.536
-1.262
-0.690
-0.570
由表中手动数据可得如下图像
25
26
27
29
31
32
33
34
35
36
λ=
546nm
U/V
0
1
3
5
8
13
21
37
50
I/A
1
2
3
4
5
6
7
8
8
λ=
577nm
U/V
0
3
6
9
22
50
I/A
1
2
3
4
5
6
由表中数据可得伏安饱和特性曲线
据图分析1.对于一定频率的入射光，刚开始光电流随加速电压的增加而增加，加速电压至一定值后光电流不再增加。2.截止电流与光频有关，与光强无关。3.相同光谱条件下，入射光光强越强，形成的光电流越强。
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
U/V
26
27
30
34
37
39
41
43
50
I/A
43
44
光电实验效应实验报告
一、实验目的1. 了解光电效应的基本规律，加深对光的量子性的认识。
2. 通过实验验证爱因斯坦的光电效应方程，并测定普朗克常量。
3. 掌握使用光电管进行光电效应实验的方法。
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方程，光子的能量E与电子的动能K之间存在以下关系：E = K + φ其中，E为光子的能量，K为电子的动能，φ为金属的逸出功。
当光子的能量E大于金属的逸出功φ时，光电效应会发生。
此时，电子的动能K 为：K = E - φ光子的能量E可以表示为：E = hν其中，h为普朗克常量，ν为光的频率。
通过测量光电管的伏安特性曲线，可以得到截止电压U0，即当电子的动能K为0时的电压。
根据截止电压U0和入射光的频率ν，可以计算出普朗克常量h。
三、实验仪器1. ZKY-GD-4光电效应实验仪：包括微电流放大器、光电管工作电源、光电管、滤色片、汞灯等。
2. 滑线变阻器3. 电压表4. 频率计5. 计算器四、实验步骤1. 连接实验仪器的各个部分，确保连接正确。
2. 打开汞灯电源，调整光电管工作电源，使光电管预热。
3. 选择合适的滤色片，调节光电管与滤色片之间的距离，使光束照射到光电管阴极上。
4. 改变滑线变阻器的阻值，调整外加电压，记录不同电压下的光电流值。
5. 在实验过程中，保持入射光的频率不变，记录不同电压下的光电流值。
6. 根据实验数据，绘制光电管的伏安特性曲线。
7. 通过伏安特性曲线，找到截止电压U0。
8. 利用截止电压U0和入射光的频率ν，计算普朗克常量h。
五、实验结果与分析1. 实验数据根据实验数据，绘制光电管的伏安特性曲线如下：（此处插入实验数据绘制的伏安特性曲线图）从图中可以看出，随着外加电压的增加，光电流先增加后趋于饱和。
当外加电压等于截止电压U0时，光电流为0。
2. 结果分析根据实验数据，计算出截止电压U0为V0，入射光的频率为ν0。
利用以下公式计算普朗克常量h：h = φ / (1 - cosθ)其中，φ为金属的逸出功，θ为入射光与金属表面的夹角。
光电效应和普朗克常数的测定
实验十一光电效应和普朗克常数的测定实验背景: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溢出的现象。
光电效应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。
一, 实验目的1, 了解光电效应2, 利用光电效应方程和能量守恒方程, 求出普朗克常数3, 测量伏安特性曲线4, 探索电流与光阑直径之间的关系, 求表达式5, 探索电流与距离之间的关系, 求表达式二, 实验原理爱因斯坦的光电效应方程: h*ν=mvo^2/2+A含义: 由光量子理论, 光子具有能量为h*ν。
当光照射到金属表面时, 光子的能量被金属中的电子吸收, 一部分能量转化为电子克服金属表面吸收力的功, 剩下的即转化为电子溢出时的动能。
即实现能量守恒。
如果外加一个反向电场, 将会减弱电子运动的动能, 当刚好相抵消时, 回路中电流为零。
此时有eUo=m*v^2/2;代入上式中, 有h*ν=e*Uo+A进行变换, 得Uo=h/e*ν-C C为一个常数。
因此, 只要求出Uo和ν的关系, 求出斜线的斜率, 即可知道普朗克常数。
三, 实验仪器ZKY-GD-4型智能光电效应实验仪5个透射率分别为365.0nm 404.7nm 435.8nm 546.1nm 577.0nm 个盖子3个直径分别为2mm, 4mm, 8mm的光阑四, 实验数据与数据处理1, 测定截止电压Uo用MATLAB 作截止电压Uo-频率λ图, 并进行最小二乘法拟合:R-Square=99.95%, 显然成线性关系, 得斜率|k|=0.4099由公式: Uo=k*λ-A=h/e*λ-A 得h=k*e 其中e = 1.602176565(35)×10-19 J得实验值普朗克常量h=6.5673×10^（-34） J·s普朗克常数标准值: h=6.62606957(29)×10^（-34） J ·s误差=0.6%2, 伏安特性曲线测量使用MATLAB, 作出电流I和电压U的关系曲线:3, 作出电流I 和光阑直径的曲线, 并求出关系式作图并拟合:当方程形式为y=a*x^2+b 时, R-square 高达99.99%.即可认为完全符合这种方程形式。
测量光子能量和动量的光电效应实验
测量光子能量和动量的光电效应实验测量光子能量和动量的光电效应实验是物理学中非常重要的实验之一。
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。
这一现象的研究揭示了光的微粒性质以及能量和动量的量子化特性。
首先我们需要了解一些与光电效应相关的物理定律。
光电效应实验可通过以下几个定律来解释和描述：1. 普朗克定律：普朗克定律表明能量是量子化的，即光的能量以离散的方式传递。
它可以用公式E = hf来描述，其中E表示光子的能量，h为普朗克常数(约为6.626 x 10^-34 J·s)，f为光的频率。
2. 光电效应方程：光电效应方程描述了光电子的动能和光的频率之间的关系。
该方程可表示为KE = hf - Φ，其中KE表示光电子的动能，Φ为金属的逸出功。
逸出功是指从金属表面释放电子所需的最小能量。
通过上述两个定律，我们可以设计一个实验来测量光子的能量和动量。
实验准备：1. 材料：- 一个金属表面，如锌片或铜片。
- 一个光源，如激光或者单色LED。
- 一个光电效应装置，包括一个能够测量电流的电流计和一个可调控光的频率的装置。
- 相应的电路和测量设备。
2. 实验步骤：- 将金属表面清洁干净，并将其固定在适当的位置上。
- 通过电路将金属连接到电流计，以测量产生的电流。
- 将光源调至所需的频率，并照射到金属表面上。
- 通过调节光源频率和强度，记录下所需产生的电流值。
实验过程：1. 操作流程：- 打开实验室的光电效应装置，调节光源的频率和强度。
- 将光源对准金属表面，确保光照射充分。
- 开始记录电流计上显示的电流数值。
- 调节光源的频率和强度，分别记录不同条件下的电流数值。
2. 数据处理：- 将所记录的电流值与光源的频率和强度进行关联分析。
- 绘制电流与频率以及强度的关系曲线。
- 基于光电效应方程，我们可以通过测量电流来推断出光子的能量和动量。
实验应用与其他专业角度：1. 光电效应的现象和原理被广泛应用于光电材料制造、光学传感技术等领域。
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 。