普朗克常數(shù)測量的試驗(yàn)

1、普朗克常數(shù)測量的實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)儀器GD-4 型智能光電效應(yīng)光電檢測裝置包括：（普朗克常數(shù)）實(shí)驗(yàn)儀（由光電檢測裝置和實(shí)驗(yàn)儀主機(jī)兩部分組成）光電管暗箱 GDX-1,高壓汞燈箱 GDX-2;高壓汞燈電源 GDX-3 和實(shí)驗(yàn)基準(zhǔn)平臺 GDX-4二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、通過實(shí)驗(yàn)深刻理解愛因斯坦的光電效應(yīng)理論，了解光電效應(yīng)的基本規(guī)律;2、掌握用光電管進(jìn)行光電效應(yīng)研究的方法；3、學(xué)習(xí)對光電管伏安特性曲線的處理方法， 并用以測定普朗克常數(shù)。三、實(shí)驗(yàn)原理1、普朗克常數(shù)的測定根據(jù)愛因斯坦的光電效應(yīng)方程：EPhv Ws（ 1）（其中：Ep是電子的動能，hv是光子的能量, 的頻率，Ws是逸出功，h是普朗克常量。）Ws是材料本身

2、的屬性，所以對于同一種材料 生光電子，即存在一個產(chǎn)生光電效應(yīng)的截止頻率 實(shí)驗(yàn)中：將A和K間加上反向電壓UKA（A接負(fù)極）,它對光電子運(yùn)動起減速作用隨著反向電壓UKA的增加倒達(dá)陽極的光電子的數(shù)目相應(yīng)減少，光電流減小。當(dāng)UKAUS時，光電流降為零，此時光電子的初動能全部用于克服反向電場的作用。即eUsEp( 2)得hUs-（V Vo）（ 3）（其中voWs/h）式中h、e都是常量，對同一光電管vo也 是常量，實(shí)Vo(VoWs/ h)這時的反向電壓叫截止電壓。入射光頻率不同時,截止電壓也不同。將（2）式代入（1）式,驗(yàn)中測量不同頻率下的Us，做出Usv曲線。在（3）式得到滿足的條件下，這是一條直線。

3、若電子電荷e,由斜率k-可以求出普朗克常數(shù)h。由直線e上的截距可以求出溢出功Ws，由直線在v軸上的截距可以求出截止頻率v。如圖（2）所示。2、測量光電管的伏安特性曲線在照射光的強(qiáng)度一定的情況下，光電管中的電流 與光電管兩端的電壓UAK之間存在著一定的關(guān)系。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1 將儀器的連線接好；2、 經(jīng)老師確認(rèn)后，接通電源預(yù)熱儀器20 分鐘；3、熟悉儀器，進(jìn)行一些簡單的操作，并將儀器調(diào)零；4、普朗克常數(shù)的測定選定某一光闌孔徑為的光闌（記錄其數(shù)值），在不改變光源與光電管之間的距離L的情況下，選用不同濾色片（分別有為 400nm，430nm，460nm，490nm，520nm），調(diào)節(jié)光電管兩端的電壓UA

4、K，使得光電管中的電流為 0,將此時光電管兩端的電壓表示為Us（稱 為截止電壓），將其記錄下來；5、測量光電管的伏安特性曲線觀察 5 條譜線在同一光闌孔徑為（記錄其數(shù)值），在不改變光源與光電管之間的距離L（記錄其數(shù)值）的情況下，改變光電管兩端的電壓UAK（范圍在1 50V），記錄電壓UAK和對應(yīng)的光電流I。五、數(shù)據(jù)的測量與處理2、測光電管的伏安特性曲線:波長為 400nm 對應(yīng)的I UAK表mm,L mmUAK(V)-2.50-2.25-2.00-1.75-1.50-1.25-1.20-1.15-1.10-1.05I( 10-10A)-26.0-25.0-24.2-23.0-22.0-18.0

5、-16.5-14.5-12.0-8.8UAK(V)-1.00-0.970.000.250.50.751.001.251.501.75l( 10-10A)-4.00.02.202.703.003.303.603.803.904.00波長為 430nm 對應(yīng)的I UAK表mm,L mm波長為 430nm 對應(yīng)的I UAK表UAK(V)-2.50-2.25-2.00-1.75-1.50-1.25-1.15-1.10-1.05-1.00I( 10-10A)-34.0-33.0-32.0-30.0-29.0-26.8-25.0-24.0-21.0-18.0UAK(V)-0.95-0.90-0.8400.

6、250.500.751.001.251.50|( 10-10A)-13.0-8.003.003.904.404.805.105.405.60波長為 460nm 對應(yīng)的| uAK表mm,L mmUAK(V)-2.50-2.25 -2.00-1.75-1.50-1.25-1.00-0.90-0.85-0.801( 10-10A)-43.0-42.0 -41.0-40.0-38.0-36.0-31.0-25.0-20.0-12.0UAK(V)-0.77-0.75 -0.7400.250.500.751.001.251.50l( 10-10A)-7.0-2.704.15.406.306.807.207

7、.607.80Lm,mLL一左波長為 490nm 對應(yīng)的I UAK表UAK(V)-2.50-2.25-2.00-1.75-1.50-1.25-1.00-0.95-0.90-0.85-0.801( 10-10A)-50.0-48.0-47.0-45.0-43.0-41.0-39.0-38.0-37.0-34.030.0UAK(V)-0.75-0.71-0.66-0.6400.250.500.751.001.251.50l( 10-10A)-25.0-16.0-7.004.306.007.007.708.108.508.80波長為 520nm 對應(yīng)的| UAK表UAK(V)-4.50-4.25-3

8、.00-2.00-1.50-1.00-0.80-0.70-0.65-0.601( 10-10A)-52.8-52.0-48.0-44.0-41.0-37.0-32.0-26.0-22.0-13.0UAK(V)-0.57-0.5600.250.500.751.001.251.501.75l( 10-10A)-4.003.95.66.406.97.47.808.018.30ml尊Lm,m1、普朗克常數(shù)的測定表一、U0v關(guān)系光闌孔mm入射光波長(nm)400.0430.0460.0490.0520.0對應(yīng)頻率y(1014HZ)7.5006.9776.5226.1225.769截止電壓us(V)-2.25-2.06-1.85-1.7-1.53根據(jù)表一的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)(用最小二乘法處理)得：(e 1.602 10 C34ho6.62 10 JgS)ALL菱直線斜率K=0.41597直線在v軸的截距=2.063直線在U軸的