用光电效应测定普朗克常数.ppt

用光电效应测定普朗克常数,内容提要,该课件通过模拟光与电子相互 作用的现象与经典波动光学解释的 矛盾，来揭示光的粒子特性，从而 揭示光的本质，为近代物理打下基 础。 请自学以下内容。,普朗克常数 h 是一个重要的物理 常数。可以说，凡是涉及到普朗克常数 的物理现象都是量子现象。学习光电效 应法测定普朗克常数的基本方法，对于 我们了解量子物理的发展史，了解人类 对光的本质认识的发展史，都是十分有 益的。,1.加深了解光电效应的 基本规律。,一.实验目的,2.学习用光电效应法测 定普朗克常数的方法。,3.学习用最小二乘法处 理数据。,二.实验原理,G,V,电源,原理图,阴极,阳极,实验现象：一束光照 到金属表面上（称为 阳极），会有电子从 金属内逸出。经阳极 收集，可形成光电流。,实验现象解释的出发点,光是一种波,遵从能量守恒定律,无法解释的三个特点： 光电效应 （1）存在着“红限频率” ，照到阴极的光， 若频率 时，无论多强也不 产生光电效应。但频率 时，即便很弱，也能产生光 电效应。 如果光的本质是波，则 光能量与光强成正比，光强 大，则能使电子逸出。,阴极内部,当 时，无论光强多 强，也无电子逸出。,阴极内部,当 时，即使光强很弱 ，也有电子逸出。,（2）光电效应的瞬时性 如果光电效应是波与 电子的相互作用，电子吸 收波的能量后，从阴极逸 出需一定时间，但事实上 ，光电效应是瞬时发生的。,（3）逸出电子的最大初 动能与入射光频率成正比 。同样表明，光的能量与 光的频率有关。,根据经典理论，电子吸收足 够能量后。才能从金属内逸出。,一经照射，即产生电子。,一 束 光,实验现象解释的新的出发点 光子 能量守恒,爱因斯坦假定，光具有粒子性，光子的能量 。则对实验的三个特点解释为： （1）金属内对电子的吸引，使电子逸出金属表面，需要克服 吸引力作功（电子的逸出功W），若 使电子得到的能 量 ，不会有电子逸出，所以存在着一个频率红限 ，即 。 当 时，才有可能逸出电子。 （2）既然是光子与电子交换能量，和粒子间弹性碰撞一样， 能量的交换是瞬时完成的。 （3）光子能量越大（ ），光与电子相互作用时电子 得到的动能就越大,电子的动能 是光子能量 与逸出功 之差。 即 所以，电子最大初动能与入射光频率成正比。,意义:揭示了光的本质，即光的波粒二重性。 光的粒子性，后经光压实验得以进一步证实。,光照到叶轮一 叶，使之像风车 一样旋转，表明 光压的存在。光 压是光子对叶片 的统计效果。,叶 轮,光电效应的典型应用 光电倍增管,阴 极,第二加速板,第一加速板,第三加速板,一束光照到阴极，产生的电子，经加速打到第一加速板上，产生二次 电子，再加速打到第二加速板上， 产生更多的二次电子.，形成倍增效 应。一般,光电倍增管,可将光电流放大 倍, 被广泛用于弱光探测领域。,逸出电子的最大初动能 ，可通过在阴 极、阳极间加一反向电压V， 遏制向阳极飞来的电 子，从而光电流减小。当逐渐升高V反，使光电流恰 好刚等于0，这时的电压为与入射光频率相对应的反 向截止电压V0， 则有,即,光电效