普朗克常数的测定-杜伯昱

普朗克常数的测定杜伯昱（景德镇景德镇陶瓷学院机械电子工程学院09电子（一）班18号）摘要：在近代物理学中，光电效应在证实光的量子性方面有着重要的地位。1905年爱因斯坦在普朗克量子假说的基础上圆满地解释了光电效应，约十年后密立根以精确的光电效应实验证实了爱因斯坦的光电效应方程，并测定了普朗克常数。而今光电效应已经广泛地应用于各科技领域，利用光电效应制成的光电器件（如：光电管、光电池、光电倍增管等）已成为生产和科研中不可缺少的器件。关键字：光电效应普朗克常数截止电压正文：实验原理下图是利用光电管进行光电效应实验的原理图。频率为、强度为的光线照射到光电管阴极上，即有光电子从阴极逸出。如在阴极K和阳极A之间加正向电压，它使K、A之间建立起的电场对从光电管阴极逸出的光电子起加速作用，随着电压的增加，到达阳极的光电子将逐渐增多。当正向电压增加到时，光电流达到最大，不再增加，此时即称为饱和状态，对应的光电流即称为饱和光电流。爱因斯坦为了解释光电效应现象，提出了“光量子”假设，结合能量守恒定律，提出爱因斯坦光电效应方程，即频率为的光子其能量为,当电子吸收了光子能量E之后，一部分消耗与电子的逸出功W，另一部分转换为电子的动能,即，光电子从阴极逸出时具有初动能，其最大值等于它反抗电场力所做的功，即，因为与正相关，所以初动能大小与光的强度无关，只是随着频率的增大而增大。的关系可用爱因斯坦方程表示如下：该式表明截止电位差是频率的线型函数，直线斜率，实验时用不同频率的单色光照射阴极，测出相对应的截止电位差，然后作出图，由此图的斜率即可以求出普朗克常数。U0-v直线本实验的关键是正确确定截止电位差，作出图。至于在实际测量中如何正确确定截止电位差，还必须根据所使用的光电管来决定。下面就专门对如何确定截止电位差的问题作一简要的分析与讨论。实验中截止电位差的确定如果使用的光电管对可见光都比较灵敏，而暗电流也很小。由于阳极包围着阴极，即使加速电位差为负值时，阴极发射的光电子仍然大部分射到阳极。而阳极材料的逸出功又很高，可见光照射时是不会发射光电子的其电流特性如下图中的阴极电流虚线所示。图中电流为零时的电位差就是截止电位差。表（一）365nmUka/V-1.7-1.6-1.5-1.4-1.3-1.2-1.1-1-0.9-0.85Ika/10^(-11)00.220.511.313.115.227.410.114.2317.64404.7nmUka/V-1.5-1.4-1.3-1.2-1.1-1-0.9-0.78-0.7-0.6Ika/10^(-11)-0.56-0.55-0.401.112.575.339.051216.3435.8nmUka/V-1.4-1.3-1.2-1.1-1-0.9-0.8-0.72-0.58-0.52Ika/10^(-11)-0.57-0.56-0.56-0.20.55245.881216.11546.1nmUka/V-0.8-0.7-0.6-0.5-0.45-0.4-0.35-0.3-0.25-0.2Ika/10^(-11)-0.58-0.58-0.5700.881.562.884.136.5515.98577nmUka/V-0.5-0.45-0.4-0.4-0.3-0.25-0.2-0.100.1Ika/10^(-11)-0.44-0.44-0.080.340.771.331.8948.3216.22表（二）波长(nm)365.0404.7435.8546.1577.0h/()百分误差&/%频率()8.2147.4086.8795.4905.196截止电压()1.71.31.10.550.456.5906280.5实验总结在求普朗克常数的过程中我了解到失之毫厘、差之千里的道理，一点点的误差都可能导致数据的改变。通过自己亲自设计实验，我学到了许多技巧和总结方法及归纳错误的能力。测普朗