普朗克常数测量的实验

1、普朗克常数测量的实验一、实验仪器GD-4型智能光电效应(普朗克常数)实验仪(由光电检测装置和实验仪主机两部分组成)光电检测装置包括：光电管暗箱GDX-1，高压汞灯箱GDX-2；高压汞灯电源GDX-3和实验基准平台GDX-4。二、实验目的1、通过实验深刻理解爱因斯坦的光电效应理论，了解光电效应的基本规律；2、掌握用光电管进行光电效应研究的方法；3、学习对光电管伏安特性曲线的处理方法，并用以测定普朗克常数。三、实验原理1、普朗克常数的测定根据爱因斯坦的光电效应方程： EP=hv-Ws （1）(其中：EP是电子的动能，hv是光子的能量，v是光的频率，Ws是逸出功, h是普朗克常量。) Ws是材料本身

2、的属性，所以对于同一种材料Ws是一样的。当光子的能量hv<Ws时不能产生光电子，即存在一个产生光电效应的截止频率v0（v0=Ws/h）实验中：将A和K间加上反向电压UKA(A接负极),它对光电子运动起减速作用.随着反向电压UKA的增加,到达阳极的光电子的数目相应减少,光电流减小。当UKA=Us时，光电流降为零，此时光电子的初动能全部用于克服反向电场的作用。即eUs=EP （2）这时的反向电压叫截止电压。入射光频率不同时，截止电压也不同。将（2）式代入（1）式，得 hUs=v-v0） （3） e（其中v0=Ws/h）式中h、e都是常量，对同一光电管v0也是常量，实验中测量不同频率下的Us，

3、做出Us-v曲线。在（3）式得到满足的条件下，这是一条直线。若电子电荷e，由斜率k=h可以求出普朗克常数h。由直线e上的截距可以求出溢出功Ws，由直线在v轴上的截距可以求出截止频率v0。如图（2）所示。2、测量光电管的伏安特性曲线在照射光的强度一定的情况下，光电管中的电流I与光电管两端的电压UAK之间存在着一定的关系。四、实验内容1、将仪器的连线接好；2、经老师确认后，接通电源预热仪器20分钟；3、熟悉仪器，进行一些简单的操作，并将仪器调零；4、普朗克常数的测定选定某一光阑孔径为的光阑（记录其数值），在不改变光源与光电管之间的距离L的情况下，选用不同滤色片（分别有为400nm，430nm，46

4、0nm，490nm，520nm），调节光电管两端的电压UAK，使得光电管中的电流为0，将此时光电管两端的电压表示为Us（称为截止电压），将其记录下来；5、测量光电管的伏安特性曲线观察5条谱线在同一光阑孔径为（记录其数值），在不改变光源与光电管之间的距离L（记录其数值）的情况下，改变光电管两端的电压UAK（范围在-150V），记录电压UAK和对应的光电流I。五、数据的测量与处理2、测光电管的伏安特性曲线：波长为400nm对应的I-UAK表=mm，L=mm波长为430nm对应的I-UAK表=mm，L=mm波长为460nm对应的I-UAK表=mm，L=mm波长为490nm对应的I-UAK表=mm，L=mm波长为520nm对应的I-UAK表=mm，L=mm1、普朗克常数的测定表一、U0-v 关系光阑孔=mmU0-v直线图根据表一的实验数据（用最小二乘法处理）得： ( e=1.60210-19Ch0=6.6210-34J S)直线斜率K=0.41597 直线在v轴的截距=2.063直线在U轴的截距B=-0.85823 并有h=ek求出普朗克常数 h=6.66×1034J实验相对误差：E=h-h0=h06.666.626.62=6.04×103由直线的截距求得 截止频率v0