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光电效应测普朗克常量

姓名：梁智健

学院：材料成型及控制工程166班 学号：5901216163 台号：22

时间：2017-10-16 实验教室：309 【实验目的】

1、验证爱因斯坦光电效应方程，并测定普朗克常量h。 2、了解光电效应规律，加深对光的量子性的理解。 3、学会用作图法处理数据。

4、研究光电管的伏安特性及光电特性。 【实验仪器】 1. 光电效应测定仪 2. 光电管暗箱

3. 汞灯灯箱以及汞灯电源箱。 【实验原理】

1、当光照射在物体上时，光的能量只有部分以热的形式被

物体所吸收，而另一部分则转换为物体中某些电子的能量，使这些电子逸出物体表面，这种现象称为光电效应。在光电效应这一现象中，光显示出它的粒子性，所以深入观察光电效应现象，对认识光的本性具有极其重要的意义。普朗克常数h是1900年普朗克为了解决黑体辐射能量分布时提出的“能量子”假设中的一个普

适常数，是基本作用量子，也是粗略地判断一个物理体系是否需要用量子力学来描述的依据。

1905年爱因斯坦为了解释光电效应现象，提出了“光量子”

假设，即频率为v的光子其能量为h?v。当电子吸收了光子能量h?v之后，一部分消耗与电子的逸出功W，另一部分转换为电子的动能1m?v2，即爱因斯坦光电效应方程

2hv?1mvm2?W2(1)

2、光电效应的实验示意图如图1所示，图中GD是光电管，

K是光电管阴极，A为光电管阳极，G为微电流计，V为电压表，E为电源，R为滑线变阻器，调节R可以得到实验所需要的加速电位差UAK 。不同的电压UAK，回路中有不同的电流I与之对应，则可以描绘出如图2所示的UAK-I伏安特性曲线。

（1）饱和电流的强度与光强成正比

加速电压UAK越大，电流I越大，当UAK增加到一定值后，电流达到最大值IH，IH称为饱和电流，而且IH的大小只与光强成正比。

（2）遏制电压的大小与照射光的频率成正比

如图3所示，电源E反向连接，即当加速电压UAK变为负值时，电流I会迅速较少，当加速电压UAK负到一定值Ua时，电流I?0，这个电压Ua叫做遏制电压，遏制电压与入射光的频率成正比，与光的强度无关。如图4所示。

12mv?e?Ua(2) 2

Ua?hW?v?ee(3)

【实验内容】 一、测量普朗克常量 测量前的准备工作

1、仪器连接：将FB807测试仪及汞灯电源接通（光电管暗箱调节到遮光位置），预热20分钟。调整光电管与汞灯距离约为40cm并保持不变。用专用连接线将光电管暗箱电压输入端与光电测试仪后面板上电压输出连接起来（红对红，黑对黑）。将“电流量程”选择开关置于合适档位:测量截止电位调到10?13A,做伏安特性调到10?10A(或10?11A)。测定仪在开机或改变电流量程后，都需要进行调零。调零时应将光电管暗箱电流输出端K与测试仪微电流输入端（后面板上）断开，旋转“调零”旋钮使电流指示为000.0 。调节好后，用Q9插头