光电效应实验报告

光电效应实验报告

广州大学学生实验报告

院（系）名称班

别姓名

专业名称学号

实验课程名称

实验项目名称

实验时间实验地点

实验成绩指导老师签名

内容包含：实验目的、实验使用仪器与材料、实验步骤、实验数据整理与归纳（数据、图表、计算等）、实验结果与分析、实验心得

【实验目的】

1.通过实验加深对光的量子性的认识；

2.用最高频滤波片，测量光电管的伏安特性曲线；

3.通过光电管的弱电流特性，测出不同频率下的遏止电压（三种方法任选其一），求出普朗克常量；

【实验使用仪器与材料】

高压汞灯、干涉滤光片、光阑，光电效应实验仪

【实验步骤】

1.测试前准备

仔细阅读光电效应实验指导及操作说明书。

将实验仪及汞灯电源接通（汞灯及光电管暗箱遮光盖盖上），预热20分钟。

调整光电管与汞灯距离为约40cm并保持不变。

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（后面板上）连接起来（红—红，蓝—蓝）。

2.测光电管伏安特性曲线

将“电流量程”选择开关置于所选档位（-2V-30V）（测伏安特性时处于10-10A档），进行测试前调零。光电效应实验仪在开机或改变电流量程后，都会自动进入调零状态。

调零时应将高低杠暗箱电流输出端K与实验仪微电流输入端断开，旋转“调零”旋钮使电流指示为000.0。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。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。

将直径4mm的光阑及0.365nm滤色片装在光电管暗箱光输入口上．测伏安特性曲线时，电压调节的范围为-2～30V，步长自定。

记录所测UAK及I的数据，在坐标纸上作出上述给定波长的伏安特性曲线。

3.测量遏止电压，求得朗克常量h

测量遏止电压时，“电流量程”开关应处于10-12A档．将直径4mm的光阑及365.0nm 的滤色片装在光电管暗箱光输入口上，打开汞灯遮光盖。此时电压表显示UAK的值，单位为伏；电流表显示与UAK对应的电流值I，单位为所选择的“电流量程”。

零电流法：在测量各谱线的遏止电压0U时，可采用零电流法，即直接将各谱线照射下测得的电流为零时对应的电压UAK的绝对值作为遏止电压0U。此法的前提是阳极反向电流、暗电流和本底电流都很小，用零电流法测得的遏止电压与真实值相差较小。且各谱线的遏止电压都相差ΔU对0U～v曲线的斜率无大的影响，因此对h的测量不会产生大的影响。从低（-2 V）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U，以其绝对值作为该波长对应的U的值。

【实验数据整理与归纳（数据、图表、计算等）】

表1-1：不同频率下的遏止电压表

λ（nm）365 404.7 435.8 546.1 577

v（10^14）8.219 7.413 6.884 5.493 5.199

|Ua|(v) 1.727 1.357 1.129 0.544 0.418

表1-2：λ=365（nm）时不同电压下对应的电流值

U/(v) -1.927 -1.827 -1.727 -1.627 -1.527 -1.427 -1.327 I/(10^-11)A -0.4 -0.2 0 0.9 3.9 8.2 14 U/(v) -1.227 -1.127 -1.027 -0.927 -0.827 -0.727 -0.718 I/(10^-11)A 24.2 38.1 52 66 80 97.2 100

表1-3：λ=404.7（nm）时不同电压下对应的电流值

U/(v) -1.477 -1.417 -1.357 -1.297

-1

237

-1.177 -1.117

I/(10^-11)A -1 -0.4 0 1.8 4.1 10 16.2 U/(v) -1.057 -0.997 -0.937 -0.877 -0.817 -0.757 -0.737 I/(10^-11)A 24.2 36.2 49.8 63.9 80 93.9 100

表1-4：λ=435.8（nm）时不同电压下对应的电流值U/(v) -1.229 -1.179 -1.129 -1.079 -1.029 -0.979 -0.929 I/(10^-11)A -1.8 -0.4 0 2 4.2 10.2 17.9 U/(v) -0.879 -0.829 -0.779 -0.729 -0.679 -0.629 -0.575 I/(10^-11)A 24.8 36 47 59 71.6 83.8 100

表1-5：λ=546.1（nm）时不同电压下对应的电流值

U/(v) -0.604 -0.574 -0.544 -0.5

4

-0.484 -0.454 -0.424

I/(10^-11)A -4 -2 0 3.8 10 16.2 24 U/(v) -0.394 -0.364 -0.334 -0.304 -0.274 -0.244 -0.242 I/(10^-11)A 34 46 56.2 72 84.2 98.2 100

表1-6：λ=577（nm）时不同电压下对应的电流值U/(v) -0.478 -0.448 -0.418 -0.388 -0.358 -0.328 -0.298

I/(10^-11)A -3

1

-1.8 0 2 6 10.2 16.1

U/(v) -0.268 -0.238 -0.208 -0.178 -0.148

0.118

-0.088 I/(10^-11)A 22.1 31.8 39.8 49 58 68.2 79.8