光電效應(yīng)及普朗克,,docx

1、實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)8光電效應(yīng)及普朗克常數(shù)測(cè)定光電效應(yīng)及普朗克常數(shù)測(cè)定一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模阂?、?shí)驗(yàn)?zāi)康模?通過(guò)實(shí)驗(yàn)深刻理解愛(ài)因斯坦的光電子理論，了解光電效應(yīng)的基本規(guī)律；2掌握用光電管進(jìn)行光電效應(yīng)研究的方法；3學(xué)習(xí)對(duì)光電管伏安特性曲線(xiàn)的處理方法，并用以測(cè)定普朗克常數(shù)。二、實(shí)驗(yàn)儀器：二、實(shí)驗(yàn)儀器：高壓汞燈、濾色片、光電管、微電流放大器（含電源）。三、實(shí)驗(yàn)原理：、實(shí)驗(yàn)原理：愛(ài)因斯坦從他提出的“光量子”概念出發(fā)，認(rèn)為光并不是以連續(xù)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(duì)于頻率為的光波，每個(gè)光子的?能量為，其中，h＝6.62611034焦耳秒，稱(chēng)為普朗克常數(shù)。?h當(dāng)頻率為的光照射金屬時(shí)，具有能量h的一個(gè)光子和金屬中的一個(gè)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(lái)克服金屬表面對(duì)它的束縛，剩余的能量就成為逸出金屬表面后光電子的動(dòng)能。顯然，根據(jù)能量守恒有：（1）skWhE???這個(gè)方程稱(chēng)為愛(ài)因斯坦方程。這里Ｗs為逸出功，是金屬材料的固有屬性。對(duì)于給定的

3、金屬材料，Ｗs是一定值。愛(ài)因斯坦方程表明：光電子的初動(dòng)能與入射光頻率之間呈線(xiàn)性關(guān)系。入射光的強(qiáng)度增加時(shí)，光子數(shù)目也增加。這說(shuō)明光強(qiáng)只影響光電子所形成的光電流的大小。當(dāng)光子能量時(shí)，不能產(chǎn)生光電子。即存在一個(gè)產(chǎn)生光電流的截止頻率（）。SWh??0?hWS0??本實(shí)驗(yàn)采用的實(shí)驗(yàn)原理：圖見(jiàn)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(yáng)極Ａ之間外加一個(gè)反向電壓VKA（A接負(fù)極），它對(duì)光電子運(yùn)動(dòng)起減速作用。隨

4、著反向電壓VKA的增大，到達(dá)陽(yáng)極的光電子相應(yīng)減少，光電流減少。當(dāng)VKA＝ＵS時(shí)，光電流降為零。此時(shí)光電子的初動(dòng)能全部用于克服反向電場(chǎng)作用。即KAGV圖1敏度波長(zhǎng)為41010nm。為避免雜散光和外界電磁場(chǎng)的影響，光電管裝在留有窗口的暗盒內(nèi)。實(shí)驗(yàn)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(zhǎng)的單色光。由于光電流強(qiáng)度非常微弱，一般需要經(jīng)過(guò)微電流放大器放大后才能讀出。微電流放大器

5、的測(cè)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(fù)到正在一定范圍調(diào)節(jié)。實(shí)驗(yàn)時(shí)可以由電壓表和電流表逐點(diǎn)讀數(shù)，并根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)做圖。也可以由鋸齒波發(fā)生器產(chǎn)生隨時(shí)間連續(xù)增大的電壓加在光電管上，這時(shí)光電流也是連續(xù)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(jì)算機(jī)AD轉(zhuǎn)換器的輸入端），就能自動(dòng)畫(huà)出光電管的伏安特性曲線(xiàn)。由于暗電流和陽(yáng)極電流的存在，準(zhǔn)確地測(cè)量截止電壓是困難的。一般采用下述兩種方法進(jìn)行近

6、似處理：1若在截止電壓點(diǎn)附近陰極電流上升很快，則實(shí)測(cè)曲線(xiàn)與橫軸的交點(diǎn)（圖3中的“1”點(diǎn)）非常接近于Us點(diǎn)。以此點(diǎn)代替Us點(diǎn)，就是“交點(diǎn)法”。2若測(cè)量的反向電流飽和很快，則反向電流由斜率很小的斜線(xiàn)開(kāi)始偏離線(xiàn)性的“抬頭點(diǎn)”（圖3中的“2”點(diǎn)）電壓值與Us點(diǎn)電壓非常接近，可以用“抬頭點(diǎn)”電壓值代替Us點(diǎn)電壓。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1.按要求布置好儀器，打開(kāi)微電流放大器的電源預(yù)20分鐘。2.罩好暗盒窗上的遮光罩，測(cè)量暗電流隨電壓的變化。3