光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

一、引言光電效應(yīng)的各種試驗(yàn)規(guī)律，加深對(duì)光的粒子性的生疏。二、試驗(yàn)原理PAKAV光電效應(yīng)就是在光的照耀下，某些物質(zhì)內(nèi)部的電子背光激發(fā)出來形成電流的現(xiàn)象；量子性則是源于電磁波的放射和吸取不連續(xù)而是一份一份地進(jìn)展，每一份E=h*f〔fPAKAV本試驗(yàn)的試驗(yàn)原理圖如右圖所示，用K,陰極釋放出的電子在電源產(chǎn)生的電形成光電流，光電效應(yīng)有以下試驗(yàn)規(guī)律；光電效應(yīng)原理圖在光強(qiáng)PU的增大，與入射光強(qiáng)成正比。光電效應(yīng)原理圖eUo=1/2mv^2。截止波長(zhǎng)〔紅限o有關(guān)。 物理試驗(yàn)〔上〕 光電效應(yīng)光電效應(yīng)束通過多少的設(shè)備。主要用于調(diào)整通過的光束的強(qiáng)弱和照明范圍。三、試驗(yàn)裝置及試驗(yàn)過程試驗(yàn)裝置光電管、高壓汞燈〔帶電源，光電效應(yīng)試驗(yàn)儀，導(dǎo)軌，濾色片〔mm，藍(lán)m，綠,，孔徑光闌m;試驗(yàn)裝置的圖像已在預(yù)習(xí)報(bào)告中給出。試驗(yàn)過程：試驗(yàn)開頭時(shí)開頭把汞燈翻開，用蓋子蓋好；1h;577nm的濾色片，將電壓檔，將測(cè)試儀電流輸入電纜線斷開，調(diào)零后重接上；記錄此時(shí)的電流表示數(shù)為0.6*10^-13，減小電壓覺察此電壓略有變小在V時(shí)示數(shù)為量程不變,增大電壓到V時(shí)電流表示數(shù)為；翻開高壓汞燈的蓋子，覺察電流為正，之后減小電壓至光電流為零，遮光后觀看此時(shí)電流表示數(shù)在-0.8~-0.9跳動(dòng)，而后翻開蓋子，減小電截止電壓。并記錄；由數(shù)據(jù)擬合出截止電壓與入射光頻率的關(guān)系，并計(jì)算普朗克h。試驗(yàn)2：測(cè)量光電管的伏安特性曲線；10^-13A檔位，將測(cè)試儀電流輸入電纜線斷開，調(diào)零后重接上。-2V-----+2V檔之間電流變化較快，故在此區(qū)間內(nèi)多去一些數(shù)據(jù)點(diǎn)〔約0.15V一個(gè)〕；測(cè)量至U=-0.006V時(shí)由于更換電流表量程至10^-12A，故重進(jìn)展調(diào)零；在U=2.4V時(shí)更換電壓表量程至-2V+30V，再次調(diào)零；此時(shí)漸漸增大數(shù)據(jù)點(diǎn)的間隔V一個(gè)VA，再次調(diào)零；3：入射光的波長(zhǎng)與光電流大小的變化關(guān)系;5.0V，緣由在于此時(shí)電流值處于比較適宜的位置，更換光闌時(shí)不會(huì)造成電流表量程的轉(zhuǎn)變，削減了轉(zhuǎn)變量程要調(diào)零的麻煩；將電壓表量程置于-2V+30V，依據(jù)以上試驗(yàn)結(jié)果將電流表量程調(diào)至10^-11A，將測(cè)試儀電流輸入電纜線斷開，調(diào)零后重接上。射光的強(qiáng)度，并且記錄光闌口徑與對(duì)應(yīng)的光電流的值；擬合出口徑面積與光電流的關(guān)系圖像。試驗(yàn)4：爭(zhēng)論入射光波長(zhǎng)與光電流的關(guān)系；-2V-----+30V4.0V,電流數(shù)據(jù)描出數(shù)據(jù)點(diǎn)，觀看入射光波長(zhǎng)與光電流的關(guān)系。選做試驗(yàn)：分別轉(zhuǎn)變波長(zhǎng)〔光闌,m，轉(zhuǎn)變光闌直徑〔光闌m，濾光2中的測(cè)量記錄數(shù)據(jù)的方法，記錄相應(yīng)的數(shù)據(jù)并繪出其伏安特性曲線，并適當(dāng)?shù)倪M(jìn)展比照四、試驗(yàn)結(jié)果測(cè)量普朗克常數(shù)h光闌：4mm試驗(yàn)1：以下為試驗(yàn)數(shù)據(jù)的記錄表格及擬合出的測(cè)量普朗克常數(shù)h光闌：4mm序號(hào)波長(zhǎng)〔nm〕反向截止電壓(V)頻率〔Hz〕1577.00.5695.199E+142546.10.7035.493E+143435.81.2586.884E+144404.71.5017.413E+145365.01.8588.219E+14右圖即為Uo~f的擬合曲線，擬合方程為Uo=4.23E-15*f+1.63,擬合系數(shù)為1.86*E-17，截距的不確定度為0.04,對(duì)應(yīng)于愛因斯坦方程Uo=(h/e)f-W/eh=〔6.77+-0.06〕*10^-34。

1.2U0.620,323020,3230

5.00E+014 6.00E+014 7.00E+014 8.00E+014 光f(Hz)序號(hào)電壓〔V〕光電管的伏安特性曲線光闌：4mm 光波長(zhǎng)：546.1nm電流〔A〕 序號(hào)電壓〔V〕電流〔A〕1〔10^-13〕-1.992-5.600E-13 220.2843.730E-102-1.803-5.300E-13 230.6205.620E-103-1.561-5.100E-13 240.7906.630E-104-1.335-5.000E-13 251.0287.990E-105-1.130-4.900E-13 261.2599.120E-106-0.915-4.600E-13 271.5001.071E-097-0.828-4.100E-13 281.8121.252E-098-0.752-3.000E-13 291.9631.337E-099-0.728-2.300E-13 302.41.656E-0910-0.703-1.000E-13 313.01.866E-0911-0.691-1.000E-14 32〔10^-11〕4.02.390E-0912-0.6386.400E-13 335.02.600E-0913-0.5821.660E-12 348.03.550E-0914-0.5213.220E-12 3511.04.350E-0915-0.4286.200E-12 3614.04.660E-0916-0.3549.020E-11 3717.05.020E-0917-0.2291.436E-10 3820.05.240E-0918-0.1701.738E-10 3923.05.490E-0919-0.1331.899E-10 4026.05.530E-0920〔10^-12〕-0.0062.400E-10 4129.05.650E-09210.1042.970E-10 4231.25.730E-09右圖即為光闌：4mm光波長(zhǎng)：546.1nm時(shí)間電管的伏安特性曲線，由圖表可知，在電壓由-2-0.8變化時(shí)間電流根本3V4V開頭光電流的增長(zhǎng)

6.00E-009) (I0.00E+000

0 10 20 3025V以后光電流的值根本處入射光強(qiáng)度與光電流大小光波長(zhǎng)：546.1nm電壓：入射光強(qiáng)度與光電流大小光波長(zhǎng)：546.1nm電壓：5.0V序光闌直徑d(mm)光電流〔A〕光闌面積〔mm^2〕

U(V) 于平穩(wěn)；號(hào)127.20E-113.1415242.60E-1012.566381.03E-0950.264右圖為光闌面積與光電流的關(guān)系，光闌是把握光束通過多少的設(shè)備，故

1.20E-0091.00E-009以光闌面積來代替光強(qiáng)得到右圖所示I=kS,得到的方程為0.01E-11；4：數(shù)據(jù)及散點(diǎn)圖如下：

8.00E-0106.00E-010(I 4.00E-0102.00E-0100.00E+000

0 10 20 30 40 50入射光波長(zhǎng)與光電流大小的關(guān)系光闌：4mm電壓：4.0V序號(hào) 波長(zhǎng)〔nm〕 光電流〔A〕入射光波長(zhǎng)與光電流大小的關(guān)系光闌：4mm電壓：4.0V序號(hào) 波長(zhǎng)〔nm〕 光電流〔A〕15772.540E-1025462.460E-1034361.215E-0944057.420E-1053653.140E-093.00E-0092.00E-009(I1.00E-0090.00E+000300

500 600A(nm)隨著波長(zhǎng)的增大，光電流先減小后增大，然后再減小。選做試驗(yàn)：最終趨于平穩(wěn)。試驗(yàn)數(shù)據(jù)及試驗(yàn)表格都附于試驗(yàn)報(bào)告的最終。1：6.626*10^-34止電壓的測(cè)量都會(huì)造成確定的困難。個(gè)測(cè)量條件有略微不同，會(huì)對(duì)截止電壓的測(cè)量造成確定的影響。2：〔-2V——+2V,+2V——+30V〕來測(cè)量，緣由就在與這兩段有著不同的有：5數(shù)只能觀看一會(huì)兒取中間的數(shù)進(jìn)展讀取，這使得電流的讀數(shù)存在確定的問題。就要調(diào)零，調(diào)零就要遇到光電管，很簡(jiǎn)潔使光電管位置發(fā)生移動(dòng)。3：沒增大光強(qiáng)度；也就越多，從而在一個(gè)適宜電壓的作用下，產(chǎn)生的電廠會(huì)使更多的電子移向AI~S0.99992，但是由于試驗(yàn)中只進(jìn)一步的驗(yàn)證。4：是隨著波長(zhǎng)的增大而減?。桓邏汗療羰怯筛鞣N波長(zhǎng)的光組合而成的，每一種波長(zhǎng)的光的比例并不均勻，在436nm436nm且藍(lán)光所占比重較大，導(dǎo)致了光電流隨著波長(zhǎng)的增大，先減小后增大再減小的現(xiàn)象。選做試驗(yàn)：〔圖表見報(bào)告尾頁〕分別與試驗(yàn)二的曲線進(jìn)展比照，大致得到如下結(jié)果：保持波長(zhǎng)不變，轉(zhuǎn)變光闌口徑時(shí)，光電管的伏安特性曲線的變化趨勢(shì)沒有發(fā)生3是相符合的；一樣，但是總體曲線相對(duì)來說比較平穩(wěn)，其增加階段的速率相對(duì)較?。桓倪M(jìn)建議：高截止電壓的測(cè)量精度；的關(guān)系進(jìn)展進(jìn)一步的驗(yàn)證。光闌口徑，及濾色片波長(zhǎng)，觀看此時(shí)間電流的變化狀況；此時(shí)汞燈強(qiáng)度漸漸增加，可以看到光電流也漸漸變大。六、試驗(yàn)結(jié)論h=(6.77+-0.06〕*10^-34,與6.626*10^-34試驗(yàn)2：隨著電壓的增大，光電流始終處于增加的狀態(tài)，先是根本不變，到達(dá)截止電壓同樣驗(yàn)證了以上伏安特性曲線的變化趨勢(shì)；試驗(yàn)3〕來進(jìn)展觀看；試驗(yàn)4：光電流隨光波長(zhǎng)的先減小后增大再減小，經(jīng)分析得到的一個(gè)比較重要的結(jié)論就是高壓汞燈所含的各種波長(zhǎng)的光不均勻，且在436nm在各波長(zhǎng)光強(qiáng)度一樣的狀況下，波長(zhǎng)越長(zhǎng)，光電流應(yīng)越??；長(zhǎng)較大曲線相對(duì)較陡，變化幅度較大，而波長(zhǎng)小的則較為平緩；而2mm4mm光電管的伏安特性曲線〔轉(zhuǎn)變波長(zhǎng)〕光電管的伏安特性曲線〔轉(zhuǎn)變波長(zhǎng)〕4,10,2121序號(hào)電壓〔V〕光闌：4mm電流〔A〕光波長(zhǎng)：365.0nm序號(hào)電壓〔V〕電流〔A〕1〔10^-13〕-1.987-2.240E-12170.9159.560E-102-1.7627.800E-13181.1851.101E-093-1.6269.020E-12191.5091.333E-094〔10^-12〕-1.4643.260E-11201.1721.469E-095-1.3265.730E-1121〔10^-10〕2.42.280E-096-1.1948.510E-11223.43.040E-097-1.0141.260E-10235.74.330E-098-0.8641.670E-10247.65.390E-099-0.7561.985E-102511.57.360E-0910〔10^-11〕-0.5692.770E-102615.58.670E-0911-0.3213.700E-102717.49.340E-0912-0.1744.230E-102819.99.890E-09130.0305.110E-102924.01.080E-08140.1945.810E-103027.61.153E-08150.4827.230E-103131.21.189E-08160.6598.010E-10321.40E-0107.00E-0110.00E+000

0 10 20 30光電管的伏安特性曲線(轉(zhuǎn)變光闌)U(V)光電管的伏安特性曲線(轉(zhuǎn)變光闌)序號(hào)電壓〔V〕光闌：2mm電流〔A〕光波長(zhǎng)：546.1nm序號(hào)電壓〔V〕電流〔A〕1〔10^-13〕-1.988-3.800E-1317〔10^-12〕1.2532.330E-112-1.688-3.300E-13181.4872.690E-113-1.271-3.000E-13191.7033.010E-114-0.971-2.800E-13201.9693.400E-115-0.735-2.200E-13213.45.290E-116-0.618-2.000E-14225.77.100E-117-0.5024.500E-13238.49.800E-118-0.3831.200E-122410.81.118E-109-0.2602.250E-122513.81.25