光電效應(yīng)法測(cè)量普郎克常數(shù)

1、 4光電效應(yīng)法測(cè)普朗克常量PB05007204 李東永實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私夤怆娦?yīng)的基本規(guī)律，并用光電效應(yīng)方法測(cè)量普朗克常量和測(cè)定光電管的光電特性曲線。實(shí)驗(yàn)原理：1光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)原理如右圖所示。其中S為 真空光電管，K為陰極，A為陽(yáng)極。2光電流與入射光強(qiáng)度的關(guān)系光電流隨加速電位差U的增加而增加，加 速電位差增加到一定量值后，光電流達(dá)到飽和值和值IH，飽和電流與光強(qiáng)成正比，而與入射光的頻率無(wú)關(guān)。當(dāng)U= UA-UK變成負(fù)值時(shí)，光電流迅速減小。實(shí)驗(yàn)指出，有一個(gè)遏止電位差Ua存在，當(dāng)電位差達(dá)到這個(gè)值時(shí)，光電流為零。3 光電子的初動(dòng)能與入射頻率之間的關(guān)系由愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程 可見(jiàn)：光電子的初動(dòng)能與入射光頻率呈

2、線性關(guān)系，而與入射光的強(qiáng)度無(wú)關(guān)。4 光電效應(yīng)有光電閾存在實(shí)驗(yàn)指出，當(dāng)光的頻率時(shí)，不論用多強(qiáng)的光照射到物質(zhì)都不會(huì)產(chǎn)生光電效應(yīng)，根據(jù)愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程可知：，0稱為紅限。愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程同時(shí)提供了測(cè)普朗克常量的一種方法： 實(shí)驗(yàn)儀器：光電管、單色儀（或?yàn)V波片）、水銀燈、檢流計(jì)（或微電流計(jì)）、直流電源、直流電壓計(jì)等，接線電路如右圖所示。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1 在365nm、405nm、436nm、546nm、577nm五種單色光下分別測(cè)出光電管的伏安特性曲線，并根據(jù)此曲線確定遏止電位差值，計(jì)算普朗克常量h。2 作的關(guān)系曲線，用一元線形回歸法計(jì)算光電管陰極材料的紅限頻率、逸出功及h值，并與公認(rèn)值比較。3 在

3、波長(zhǎng)為577nm的單色光，電壓為20V的情況下，分別在透光率為25%、50%、75%時(shí)的電流，進(jìn)而研究飽和光電流與照射光強(qiáng)度的關(guān)系原始數(shù)據(jù)：1波長(zhǎng)為365nm:電壓/V-3.00-1.80-1.45-1.40-1.20-1.00-0.80-0.60-0.40-0.20電流/-0.3-0.2-0.10.00.20.71.31.92.83.7電壓/V0.000.200.400.600.801.001.201.401.601.80電流/4.55.46.36.87.57.98.28.69.19.3電壓/V2.002.503.005.0010.0015.0020.0025.00電流/9.510.210.

4、512.013.013.914.214.52. 波長(zhǎng)為405nm:電壓/V-3.00-1.40 -1.00-0.80-0.60-0.40-0.200.000.200.40電流/-0.2-0.10.00.20.71.42.23.03.84.4電壓/V0.600.801.001.201.401.601.802.002.503.00電流/4.85.35.65.96.26.46.66.87.17.3電壓/V5.0010.0015.0020.0025.00電流/8.18.79.09.29.33. 波長(zhǎng)為436nm:電壓/V-3.00-2.50 -1.00-0.80-0.60-0.40-0.200.000

5、.200.40電流/-0.2-0.10.00.00.30.91.52.33.23.7電壓/V0.600.801.001.201.401.601.802.002.503.00電流/4.14.54.85.15.35.55.75.96.16.4電壓/V5.0010.0015.0020.0025.00電流/7.17.67.77.97.94. 波長(zhǎng)為546nm:電壓/V-3.00-1.20-0.60-0.40-0.200.000.200.400.60電流/-0.10.00.00.10.61.31.92.32.6電壓/V0.801.001.201.401.601.802.002.503.00電流/2.83

6、.03.23.33.43.53.63.84.0電壓/V5.0010.0015.0020.0025.00電流/4.34.54.64.74.75. 波長(zhǎng)為577nm:電壓/V-3.00-0.60-0.40-0.200.000.200.400.60電流/0.00.00.10.30.60.81.01.1電壓/V0.801.001.502.002.503.005.0010.00電流/1.21.21.31.41.41.41.51.5電壓/V15.0020.0025.00電流/1.51.51.66. 波長(zhǎng)為577nm,電壓為20V:透光率25%50%75%電流/0.40.91.2數(shù)據(jù)處理: 一 . 做出五個(gè)

7、U-I曲線:1波長(zhǎng)為365nm(頻率為8.22)時(shí)：其中所找點(diǎn)為的橫坐標(biāo)為1.4252波長(zhǎng)為405nm(頻率為7.41)時(shí)：其中所找點(diǎn)的坐標(biāo)為-0.9953波長(zhǎng)為436nm(頻率為6.88)時(shí)：其中所找點(diǎn)的坐標(biāo)為-0.9354.波長(zhǎng)為546nm(頻率為5.49)時(shí)：其中所找點(diǎn)的坐標(biāo)為-0.8865.波長(zhǎng)為577nm(頻率為5.20)時(shí)：二. 1.由上述五個(gè)U-I曲線圖,可以得出相應(yīng)波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的遏止電位差為:波長(zhǎng)/nm頻率/Hz顏色遏止電位差/v3658.22近紫外-1.4254057.41紫-0.9954366.88藍(lán)-0.9355475.49綠-0.8865775.20黃無(wú)法讀出請(qǐng)作說(shuō)明2.由

8、以上數(shù)據(jù)作出線性回歸直線: Linear Regression for Data1_B:Y = A + B * XParameter Value Error-A -0.17355 0.61919B 0.17626 0.08758-R SD N P-0.8182 0.17408 4 0.1818-3.由上面線性擬合可得:普朗克常量為 紅限為 三. 飽和光電流和光強(qiáng)的關(guān)系（=577nm,U=20V）Linear Regression for Data1_B:Y = A + B * XParameterValueError-A0.10.09487B0.01440.00139-RSDNP-0.9908

9、70.0774640.00913得出結(jié)論:1. 實(shí)驗(yàn)測(cè)得的普朗克常量為;單位？2. 實(shí)驗(yàn)測(cè)得的紅限為;3. 飽和光電流和光強(qiáng)基本上成線性關(guān)系;誤差分析: 實(shí)驗(yàn)結(jié)果中的誤差是很大的.經(jīng)分析,出現(xiàn)誤差的最主要原因應(yīng)該是遏止電位差測(cè)量的不精確. 由于存在陽(yáng)極光電效應(yīng)所引起的反向電流和暗電流（即無(wú)光照射時(shí)的電流），所以測(cè)得的電流值，實(shí)際上包括上述兩種電流和由陰極光電效應(yīng)所產(chǎn)生的正向電流三個(gè)部分，所以伏安曲線并不與U軸相切,進(jìn)而使得遏止電位差的判斷較為困難.因此,實(shí)驗(yàn)的成敗取決于電位差是否精確.為了減小實(shí)驗(yàn)的誤差, 確定遏止電位差值，本實(shí)驗(yàn)中采取了交點(diǎn)法測(cè)量遏止電位差,但是實(shí)驗(yàn)的結(jié)果中的誤差仍然很大,因此要在實(shí)驗(yàn)的同時(shí)注意以下一些注意事項(xiàng)以盡量減小