



全文预览已结束
下载本文档
版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报或认领
文档简介
光电效应及普朗克常数的测定【实验简介】光电效应在证实光的量子性方面有着重要地位。1905年爱因斯坦在光量子假说的基础上圆满地解释了光电效应。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。今天光电效应已广泛地应用于各科技领域。利用光电效应制成的各种光电器件已成为生产和科研中不可缺少的器件。【实验目的】1. 通过光电效应基本特性曲线的测量,加深对光的量子性的理解。2. 验证爱因斯坦光电效应方程,并测定普朗克常数。【预习思考题】1. 什么是光电效应?它具有什么实验规律?2. 什么是截止电压?如何用实验来测定?3. 如何利用光电效应测定普朗克常数?【实验仪器】汞灯、光电管暗盒(包括光电管、滤色片及小孔光栏)、THQPC-1微电流测试仪 【实验原理】1光电效应及其实验规律当光照射到金属表面时,金属中有电子逸出的现象称为光电效应。研究光电效应的实验原理图如图 4.5.1。当单色光入射到光电管阴极K时,阴极上会有(光)电子逸出。部分光电子会到达阳极A,形成光电流。通过改变外电场的大小和方向,以及选择不同频率的单色光入射,得到光电效应的实验规律: 图 4.5.1 图 4.5.21.1 饱和光电流与入射光强成正比。如图 4.5.2;1.2 光电效应存在一个截止频率,当入射光的频率时,不论光的强度如何都没有光电子产生; 1.3 光电子的初动能与入射光的频率成正比,与入射光强无关,;1.4 光电效应是瞬时发生的,与入射光强无关。 对于这些实验事实,经典的波动理论无法给出圆满的解释。 2爱因斯坦光量子理论爱因斯坦受普朗克量子假设的启发,提出了光量子理论并成功地解释了光电效应:频率为的光由能量为的粒子组成,这些粒子称为光子。光入射到金属表面时,一个光子的能量通过碰撞立即被一个电子吸收,只要电子获得的能量足以克服金属对它的束缚能(即逸出功),即可瞬间产生光电效应。根据能量转化与守恒定律,逸出电子的初动能与入射光频率和金属逸出功的关系为 (4.5.1) 即爱因斯坦光电效应方程。其中为普朗克常数,公认值为,为入射光频率,为电子质量,为电子逸出金属表面时的最大初速度,为金属材料的逸出功。3普朗克常数的测定使光电流为零而在光电管两端所加的反向电压被称为截止电压,如图4.5.2。由爱因斯坦光电效应方程(4.5.1)和截止电压与电子最大初动能的关系可得到截止电压与入射光频率的关系 (4.5.2)显然,选择不同频率的光入射,测量相应的截止电压,得到两者的线性关系,由斜率和截距可得到普朗克常数和金属材料的逸出功。4截止电压的确定由于热电子发射、光电管极间漏电、本底电流及阳极产生的反向光电流等因素的影响,使实际测得的光电流曲线下移,故截止电压并非是电流为零时的电压,而是实测曲线两线性段之间的弯曲联接处,即截止电压对应的是曲线上反向电流部分斜率变化很大时的电压,如图4.5.3。 图4.5.3【实验内容与步骤】1开机准备 1.1 连接好光电管暗盒与微电流测定仪之间的接线。开启汞灯、微电流测定仪使它们预热。1.2 调整微电流测定仪。先调整零点:调节量程旋钮指向调零位置,调节调零旋钮,使微电流指示为零。后校正满度:调节量程旋钮指向满度位置,调节满度旋钮,使微电流指示为。2测量光电管在不同波长光照射下的特性2.1 调节光电管暗盒与光源距离约,转动滤色片圆盘使光通过短波滤色片,其波长由盘上读出。2.2放大器倍率置于,先粗侧一下在该光光照下光电管的特性,确定出合理的实验点、电压的测量范围。(选取实验点时应注意:在光电流发生突变的地方应多测几个数据点);测出该波长光照下光电管的特性曲线。2.3 换用不同的滤色片,选择其它波长的光照射,重复步骤2.2,测出其它波长光照射下光电管的特性曲线。2.4 在坐标纸上绘制不同波长的光照射下光电管的特性曲线。3作出关系曲线,求出普朗克常数并与公认值比较,计算其误差。4测量不同光强下特性4.1 分别选取直径为5mm、10mm、20mm的不同光阑孔,测波长为光照下的特性(重点测不同光强下的饱和电流)。4.2 作出不同光强下的特性曲线。【注意事项】1微电流测定仪和汞灯预热时间必须长于。实验中不能关闭汞灯。如果关闭,必须经后才可重新启动,且须重新预热。2光电管应避免
温馨提示
- 1. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
- 3. 本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
- 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
- 5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
- 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
- 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
最新文档
- 2024春新教材高中数学 1.4.1 充分条件与必要条件说课稿 新人教A版必修第一册
- 毛皮库存信息化成本效益分析报告
- 建筑喷淋系统维修方案设计
- 基础护理学临床操作指导
- 幼儿园学期发展评估与反馈报告
- 餐饮业店长营销方案模板
- 护理模拟实操考试题及答案
- 小型企业股份合作协议示范文本
- 2024-2025学年新教材高中化学 专题4 硫与环境保护 1.1 二氧化硫的性质与应用(2)说课稿 苏教版必修1
- 2025至2030中国碳定价软件行业产业运行态势及投资规划深度研究报告
- 《脑性耗盐综合症》课件
- 【绥化】2025年黑龙江省绥化市兰西县体彩中心招聘体彩专管员1人笔试历年典型考题及考点剖析附带答案详解
- 四川省成都龙泉中学2025-2026学年英语高三第一学期期末学业水平测试模拟试题
- 保管员工勤技师综合测试试卷及参考答案
- 投资协议书对赌协议范本
- 2025年1月浙江卷化学试题(解析版)
- 煤炭信息化知识培训总结课件
- 汽车销售培训课程
- 2025秋教科版(2024)小学科学二年级上册(全册)课时练习及答案(附目录)
- 2025天津地区国机研究院所属子公司财务总监招聘2人笔试参考题库附答案解析
- 2025年中国工商银行校园招聘考试题库历年考试真题及答案
评论
0/150
提交评论