大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)光電效應(yīng)測量普朗克常量

1、實(shí)驗(yàn)報(bào)告評分：少年班系07級學(xué)號PB07000632姓名郭飛揚(yáng)日期B31光電效應(yīng)實(shí)臉原理圖實(shí)驗(yàn)題目：光電效應(yīng)測普朗克常量實(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)方法測量普朗克常量和測定光電管的光電特性曲線.實(shí)驗(yàn)原理：當(dāng)光照在物體上時(shí)，光的能量僅部分地以熱的形式被物體吸收，而另一部分則轉(zhuǎn)換為物體中某些電子的能量，使電子逸出物體表面，這種現(xiàn)象稱為光電效應(yīng)，逸出的電子稱為光電子.光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)原理如圖1所示.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1，飽和電流與光強(qiáng)成正比，而與入射光的頻率無關(guān).當(dāng)U-UZ變成負(fù)值時(shí)，光電流迅速減小

2、.實(shí)驗(yàn)指出，有一個(gè)遏止電位差S存在，當(dāng)電位差達(dá)到這個(gè)值時(shí)，光電流為零.光電子的初動能與入射頻率之間的關(guān)系光電子從陰極逸出時(shí)，具有初動能，在減速電壓下，光電子逆著電場力方向由K極向A極運(yùn)動.當(dāng)時(shí)，光電子不再能達(dá)到A極，光電流為零.所以電子的初動能等于它克服電場力作用的功.即tnv2=eUQ(1)2每一光子的能量為8=hv,光電子吸收了光子的能量hv之后，一部分消耗于克服電子的逸出功A,另一部分轉(zhuǎn)換為電子動能.由能量守恒定律可知：加=+/(2)由此可見，光電子的初動能與入射光頻率V呈線性關(guān)系，而與入射光的強(qiáng)度無關(guān).3-光電效應(yīng)有光電存在實(shí)驗(yàn)指出，當(dāng)光的頻率vV稱為紅限.h由戲(1)和可得：/?v=

3、e|Lr0|+當(dāng)用不同頻率(v“v3,v,v)的單色光分別做光源時(shí)，就有:hv、=ep.+Ahv2=柏+A,hvn=eJn+A(3)任意聯(lián)立其中兩個(gè)方程就可得到=*廠5)叫一匕由此若測定了兩個(gè)不同頻率的單色光所對應(yīng)的遏止電位差即可算出普朗克常量h,也可由v-U直線的斜率求出h.因此，用光電效應(yīng)方法測量普朗克常量的關(guān)鍵在于獲得單色光、測得光電管的伏安特性曲線和確定遏止電位差值.實(shí)驗(yàn)中，單色光可由水銀燈光源經(jīng)過單色儀選擇譜線產(chǎn)生.為了獲得準(zhǔn)確的遏止電位差值，本實(shí)驗(yàn)用的光電管應(yīng)該具備下列條件：對所有可見光譜都比較靈敏.陽極包圍陰極，這樣當(dāng)陽極為負(fù)電位時(shí)，大部分光電子仍能射到陽極.陽極沒有光電效應(yīng)，不

4、會產(chǎn)生反向電流.暗電流很小.但是實(shí)際使用的真空型光電管并不完全滿足以上條件.由于存在陽極光電效應(yīng)所引起的反向電流和暗電流(即無光照射時(shí)的電流)，所以測得的電流值，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.由于暗電流是由陰極的熱電子發(fā)射及光電管管殼漏電等原因產(chǎn)生，與陰極正向光電流相比，其值很小，且基本上隨電位差U呈線性變化，因此可忽略其對遏止電位差的影響.陽極反向光電流雖然在實(shí)驗(yàn)中較顯著，但它服從一定規(guī)律.據(jù)此，確定遏止電位差值，可采用以下兩種方法：交點(diǎn)法拐點(diǎn)法實(shí)驗(yàn)步驟：1.在光電管入光口裝上365nn濾光片，電壓為-3V,調(diào)整光源和光電管之間的

5、距離，直到光電流為-0.3錯(cuò)誤!未找到引用源，固定此距離，不需再變動.分別測365nn,405nn,546nn,577nn的V-I特性曲線，從-3V到25V,拐點(diǎn)處測量盡量小.裝上577nn濾色片，在光源窗口分別裝上透光率為25%,50H,75H的遮光片，加20V電壓，測量飽和光電流I和照射光強(qiáng)度的關(guān)系，作出I光強(qiáng)曲線.做UaV關(guān)系曲線，計(jì)算紅限頻率和普朗克常數(shù)h,與標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較.實(shí)驗(yàn)器材：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.實(shí)驗(yàn)桌號：9號實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)處理：2.分別測40氐m,436皿546g577nn的特性曲線，從-3V到25V,拐點(diǎn)處測量盡量

6、小.(1)波長=3651111U/V-3-2.5-2-1.5-1.4T.3-1.25-12I/uA-0.3-0.3-0.2-0.1000.10.2U/VT15T1-1-0.8-06-0.4-0.20I/uA0.30.40.61.11.82.63.84.8U/V0.30.611.522.534I/uA6.4&910.11111.612.313.3U/V5i8910131520I/uA13.71414.214.514.71515.115.1U/V25I/uA15.1表1波長為365mi時(shí)對應(yīng)的IFIUa1.17V(2)波長-405rmU/V-3-2-1.5-0.9-0.7-0.5-0.250I/u

7、A-0.1-0.100.10.51.22.43.8U/V0.511.52356iI/uA6.27.6&69.610.311.311.711.9U/V891013152025I/uA1212.112.412.512.612.712.8表2波長為405rai時(shí)對應(yīng)的U-Iu/v-3-2-1.5-1-0.8-07-0.60.3I/uA-0.1-0.1-0.100.120.41.6U/V00.511.52357.5I/uA3.15.56.87.88.69.610.811.1U/V10121314152025Ua0.89V(3)波長436rmI/uA11.611.711.811.81212.111.4表

8、3波長為436n時(shí)對應(yīng)的IFIUa0.72V(4)波長546rm實(shí)驗(yàn)報(bào)告評分:少年班系07級學(xué)號PB07000632姓名郭飛揚(yáng)日期實(shí)驗(yàn)報(bào)告評分:少年班系07級學(xué)號PB07000632姓名郭飛揚(yáng)日期2008428u/v-3-2-1-0.5-0.4-0.3-0.20I/uA0000.10.30.81.22.1U/V0.512357.51012.5I/uA4.15.36.77.68.59.19.49.5U/V152025I/uA9.59.69.7表4波長為546nm時(shí)對應(yīng)的U-I實(shí)驗(yàn)報(bào)告評分:少年班系07級學(xué)號PB07000632姓名郭飛揚(yáng)日期實(shí)驗(yàn)報(bào)告評分:少年班系07級學(xué)號PB07000632姓名

9、郭飛揚(yáng)日期20084283-KUa0.15V18ora腿杯也咖性曲線2U/VUa022V(5)波長577rmI/uA000VZ40.1XzJV0.30.50.81U/V0.20.40.611.5235I/uA1.51.822.32.52.62.82.9U/V1012.5152025I/uA333.13.13.13.1表5波長為577nii時(shí)對應(yīng)的U-I3.裝上577nn濾色片，在光源窗口分別裝上透光率為25%,5%75H的遮光片，加20V電壓，測量飽和光電流R和照射光強(qiáng)度的關(guān)系，作出I光強(qiáng)曲線.遮光片0%25%50%75%100%I/uA00.91.52.43.1表6遮光片的透光率與和光電流I

10、的關(guān)系實(shí)驗(yàn)報(bào)告評分:少年班系07級學(xué)號PB07000632姓名郭飛揚(yáng)日期實(shí)驗(yàn)報(bào)告評分:少年班系07級學(xué)號PB07000632姓名郭飛揚(yáng)日期2008428實(shí)驗(yàn)報(bào)告評分:少年班系07級學(xué)號PB07000632姓名郭飛揚(yáng)日期實(shí)驗(yàn)報(bào)告評分:少年班系07級學(xué)號PB07000632姓名郭飛揚(yáng)日期20084284做Ua-V關(guān)系曲線，計(jì)算紅限頻率和普朗克常數(shù)h,與標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較.實(shí)驗(yàn)報(bào)告評分:少年班系07級學(xué)號PB07000632姓名郭飛揚(yáng)日期實(shí)驗(yàn)報(bào)告評分:少年班系07級學(xué)號PB07000632姓名郭飛揚(yáng)日期2008428實(shí)驗(yàn)報(bào)告評分:少年班系07級學(xué)號PB07000632姓名郭飛揚(yáng)日期實(shí)驗(yàn)報(bào)告評分:少年班系07級學(xué)號PB07