光電效應及普朗克,,docx

1、實驗實驗8光電效應及普朗克常數測定光電效應及普朗克常數測定一、實驗目的：一、實驗目的：1通過實驗深刻理解愛因斯坦的光電子理論，了解光電效應的基本規律；2掌握用光電管進行光電效應研究的方法；3學習對光電管伏安特性曲線的處理方法，并用以測定普朗克常數。二、實驗儀器：二、實驗儀器：高壓汞燈、濾色片、光電管、微電流放大器（含電源）。三、實驗原理：、實驗原理：愛因斯坦從他提出的“光量子”概念出發，認為光并不是以連續分布的形式把能量傳播到空間，而是

2、以光量子的形式一份一份地向外輻射。對于頻率為的光波，每個光子的?能量為，其中，h＝6.62611034焦耳秒，稱為普朗克常數。?h當頻率為的光照射金屬時，具有能量h的一個光子和金屬中的一個電子碰撞，光??子把全部能量傳遞給電子。電子獲得的能量一部分用來克服金屬表面對它的束縛，剩余的能量就成為逸出金屬表面后光電子的動能。顯然，根據能量守恒有：（1）skWhE???這個方程稱為愛因斯坦方程。這里Ｗs為逸出功，是金屬材料的固有屬性。對于給定的

3、金屬材料，Ｗs是一定值。愛因斯坦方程表明：光電子的初動能與入射光頻率之間呈線性關系。入射光的強度增加時，光子數目也增加。這說明光強只影響光電子所形成的光電流的大小。當光子能量時，不能產生光電子。即存在一個產生光電流的截止頻率（）。SWh??0?hWS0??本實驗采用的實驗原理：圖見圖1。一束頻率為的單色光照射在真空?光電管的陰極Ｋ上，光電子將從陰極逸出。在陰極Ｋ和陽極Ａ之間外加一個反向電壓VKA（A接負極），它對光電子運動起減速作用。隨

4、著反向電壓VKA的增大，到達陽極的光電子相應減少，光電流減少。當VKA＝ＵS時，光電流降為零。此時光電子的初動能全部用于克服反向電場作用。即KAGV圖1敏度波長為41010nm。為避免雜散光和外界電磁場的影響，光電管裝在留有窗口的暗盒內。實驗光源為高壓汞燈，與濾色片配合使用，可以提供356.6，404.7，435.8，546.1，577.0nm五種波長的單色光。由于光電流強度非常微弱，一般需要經過微電流放大器放大后才能讀出。微電流放大器

5、的測量范圍108~1013A，共分六檔。光電管的極間電壓由直流電源提供，電源可以從負到正在一定范圍調節。實驗時可以由電壓表和電流表逐點讀數，并根據測量數據做圖。也可以由鋸齒波發生器產生隨時間連續增大的電壓加在光電管上，這時光電流也是連續變化的。將電流、電壓量分別接在XY記錄儀的Y端和X輸入端（或計算機AD轉換器的輸入端），就能自動畫出光電管的伏安特性曲線。由于暗電流和陽極電流的存在，準確地測量截止電壓是困難的。一般采用下述兩種方法進行近

6、似處理：1若在截止電壓點附近陰極電流上升很快，則實測曲線與橫軸的交點（圖3中的“1”點）非常接近于Us點。以此點代替Us點，就是“交點法”。2若測量的反向電流飽和很快，則反向電流由斜率很小的斜線開始偏離線性的“抬頭點”（圖3中的“2”點）電壓值與Us點電壓非常接近，可以用“抬頭點”電壓值代替Us點電壓。四、實驗內容：四、實驗內容：1.按要求布置好儀器，打開微電流放大器的電源預20分鐘。2.罩好暗盒窗上的遮光罩，測量暗電流隨電壓的變化。3