测量普朗克常量

1、实验5.2 用光电效应测量普朗克常量【实验目的】（1）.了解光电效应的规律，加深对光的量子性的理解。（2）.学会一种测量普朗克常量h的方法。【实验仪器】ZKYGD3型光电效应仪【仪器介绍】ZKYGD3型光电效应仪，包括汞灯与电源、滤光片、光阑、光电管、测试仪（含光电管电源和微电流放大器）等，仪器结构如图0所示，测试仪的调节面板如图1所示。1汞灯电源 2汞灯 3滤色片 4光阑 5光电管 6基座 7实验仪图0仪器结构名称型号技术规格光电效应仪ZKY-GD-3 组件微电流放大器电流测量范围10-810-13 A，分6档，三位半数显光电管工作电源电压调节范围-2+2V, -2+30V, 分2档，三位半

2、数显光电管光谱响应范围300700nm最小阴极灵敏度1A/Lm阳极： 镍圈暗电流：I210-12 A（-2VUAK0V）滤光片5片中心波长（nm）365.0，404.7，435.8，546.1，578.0汞灯可用谱线（nm）365.0，404.7，435.8，546.1，578.0 图1测试仪器板【实验原理】一. 光电效应当一定频率的光照射到某些金属表面上时，可以使电子从金属表面逸出，这种现象称为光电效应，所产生的电子称为光电子。光电效应存在一个截止频率v0 ，当入射光的频率vv0 ，无论光强如何，都会立即引起光电子发射二. 光电效应方程A：金属的逸出功12mv02：电子获得的初始动能由上式可

3、见：1) 电子一旦吸收了一个光子的能量，就可以立刻从金属表面逸出，所以无须时间累积。 2)光强大，光子数多，释放的光电子也多，所以饱和光电流也大。3) 从方程可以看出光电子初动能和照射光频率成线性关系三.遏止电压U0U0=he-Ae截止电压U0与入射光频率v成直线关系实验中可用不同频率的入射光照射，分别找到相应的遏止电压U0 ，就可作出U0 v的实验直线，此直线的斜率就是k=h/e 【实验内容】1. 测试前的准备用专用连接线将光电管暗盒电压输入端与测试仪电压输出端（后面板上）连接起来（红红，蓝蓝）将测试仪及汞灯电源接通，预热10min把汞灯及光电管暗盒遮光盖盖上，将汞灯暗盒光输出口对准光电管暗

4、盒光输入口，调整光电管与汞灯距离约为40cm，并保持不变。2. 测普朗克常量将电压选择按键置于-2V+2V档；将“电流量程”选择开关置于10-13A档，将测试仪电流输入电缆断开，旋转“调零”旋钮，使电流指示000.0。调零后重新接上；将直径4mm的光阑及365.0nm的滤色片装在光电管暗盒光输入口上。从低到高调节电压，测量该波长对应的U0。依次换上404.7nm、435.8nm、546.1nm、577.0nm的滤波片，重复以上测量步骤，将数据记录于表一中，用表一中的数据作为截止电压U0与入射光频率的关系图，进而求出普朗克常量。注：本仪器在测量各谱线的截止电压U0时，用“零电流法”或“补偿法”。

5、（1）零电流法 零电流法是直接将测得的、电流为零时对应的电压UAK的绝对值作为截止电压U0。（2）补偿法 调节电压UAK使电流为零后，保持UAK不变，遮挡汞灯光源，此时测得的电流1，将此时对应的电压UAK的绝对值作为截止电压U0。3. 测光电管的伏1安特性曲线将电压选择按键置于-2+30V档；将“电流量程”选择开关置于10-11A档；将测试仪电流输入电缆断开，调零后重新接上，将直径2mm的光阑及435.8nm的滤色片装在光电管暗盒光输入口上。从低到高调节电压，记录电流从零到非零电所对应的电压值，并作为第一组数据，改变电压，记录相应的光电流数值道表二中。换上直径4mm的光阑及546.1nm的滤光

6、片，重复以上测量。用表二数据作两条光电管的伏安特性曲线。4. 光电管接收到的光强与光阑面积成正比光电管接受的光强与光阑面积成正比。【注意事项】（1）.实验中将5mm的光阑孔安放在暗盒窗口，尽量防止散射光照在光电管上。（2）.认真阅读“测试前准备”，接线一定要准确无误（3）.换滤色片时，注意把汞灯用遮光盖遮上，防止强光照射光电管【思考题】（1）.利用表一中的数据如何求普朗克常量？_（2）.如何设计实验，以验证“光电管的饱和光电流与入射光强成正比”？_【数据处理】表一 U0的数据记录表 光阑孔= mm波长/nm365.0404.7435.8546.1577.0频率/(x1014)8.2147.4086.