11_6424026_光电效应实验

光电效应 普朗克常数测定 s 明理工大学新迎物理实验中心 一、预习问题回答 1. 光照 35002.0 电效应导致的光电子最大动能是说少电子伏特？ 2. 汞灯光谱主要光谱线？（查找） 3. 窄带滤色片的如何工作的？ 4. 当光照分别为 3650A, 4035A, 4360A, 5460A 775出预期的伏安特性曲线？ 二、引言 光电效应 一定频率的光照射在金属表面时会有电子从金属表面逸出的现象 光电效应实验是近代物理的里程碑 促进量子理论的发展； 证实光的量子性。 4 昆明理工大学物理实验室 光电效应的发现和实验发展 1895年，赫兹（ 察到光电效应现象 偶然观察： 从其刚发明的无线电波发生器产生的到无线电波探测器的负极上，在两个电极之间形成电流； 详细探究 ； 发现 ： 足够短波长的光，照射的金属表面时，会造成电子逸出 5 昆明理工大学物理实验室 普朗克 1990年，普朗克提出物质的量子辐射思想 物质以 形式辐射能量 明理工大学物理实验室 光电效应理论 1905年，爱因斯坦将普朗克的思想与观察到的实验结果结合起来， 猜测： 其中， 爱因斯坦 k h v W7 昆明理工大学物理实验室 K. T. 1912年， 验 验证 了爱因斯坦理论 克服了技术障碍，开始精确测量 验证了爱因斯坦光电效应理论 准确测量普朗克常数 *注：曾为 三、实验目的和任务 1. 了解光电效应的规律，加深对光的量子性的理解； 2测量普朗克常数； 3测绘光电管的伏安特性曲线。 四、实验原理 原理 入射光照射到光电管阴极 出的光电子 ,在电场的作用下，向阳极 并且在回路中形成光电流。 光 光电管电场的形成光电流。 光电效应方程 光 光电管阳极 阴极 201 v2 m h W10 昆明理工大学物理实验室 截止频率： 产生光电效应的最低频率 截止电压： 对于一定 光强和频率 的光，当 U 无光电流。 0 200 o )( 0 止电压与频率呈线性关系，斜率 k=h e 11 昆明理工大学物理实验室 实验内容：测量普朗克常数 测量普朗克常数 补偿法：消除本底电流和暗电流 零电流法：虽然不能减少本底和暗电流的影响，但不影响斜率 ,本实验采用此法。 准备： 汞灯预热、连线、电表量程选择，电表调零 测量： 依次换上 404.7 435.8 577.0 低到高调节电压，分别调节，当电流为零时 ,记录该电压的绝对值 ,填入表中，即为该波长对应的 2 昆明理工大学物理实验室 实验内容：测光电管的伏安特性曲线 定光照情形 （定频率和光强） 量程、电表调零、光波长选择 从低到高调节电压，记录电流从零到非零点所对应的电压值作为第一组数据，以后电压每变化一定值记录一组数据。 变光强情形 量程、电表调零、光波长选择 在同一谱线、同一入射距离下，记录光阑分别为2 13 昆明理工大学物理实验室 数据分析 计算普朗克常数：表格、作图法 绘伏安特性曲线 14 昆明理工大学物理实验室 问题： 两极间的外加电压为零时，光电流是否为零？（光子能量足以克服逸出功 ） 回答： 光照频率越高，电子的动能越大，即使阳极电位低于阴极，也会产生光电流。 光 光电管阴极 15 昆明理工大学物理实验室 光电管 截止电压：对于一定 光强和频率 的光，当 U无电流。 光照与光电流： 光强 频率 光 光 电 管阴极 16 昆明理工大学物理实验室 光电管的伏安特性 光强 光电管端电压增加到一定程度，光电流趋于饱和； 饱和电流与光强成正比； P 2P 117 昆明理工大学物理实验室 18 昆明理工大学物理实验室 光电管伏安特性 光频率 截止电压不同 问题： 2的频率孰高？ 答案： 21 219 昆明理工大学物理实验室 截止电压与光频率 成正比 不同金属表面之逸出功不同 0U 0C SN aC 明理工大学物理实验室 可能问题及解决方法： 光照到阳极可能产生反电流，需要严格聚焦，不能照亮阳极，这点非常重要。 必须严格接地，才能得到可靠的结果。如果接地良好