普朗克常數(shù)測(cè)量的實(shí)驗(yàn)

1、. 普朗克常數(shù)測(cè)量的實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)儀器GD-4型智能光電效應(yīng)(普朗克常數(shù))實(shí)驗(yàn)儀(由光電檢測(cè)裝置和實(shí)驗(yàn)儀主機(jī)兩部分組成)光電檢測(cè)裝置包括：光電管暗箱GDX-1，高壓汞燈箱GDX-2；高壓汞燈電源GDX-3和實(shí)驗(yàn)基準(zhǔn)平臺(tái)GDX-4。二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、通過(guò)實(shí)驗(yàn)深刻理解愛(ài)因斯坦的光電效應(yīng)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的處理方法，并用以測(cè)定普朗克常數(shù)。圖（1）三、實(shí)驗(yàn)原理1、普朗克常數(shù)的測(cè)定根據(jù)愛(ài)因斯坦的光電效應(yīng)方程： （1）(其中：是電子的動(dòng)能，是光子的能量，是光的頻率，是逸出功, 是普朗克常量。)是材料本身的屬性，所以對(duì)于同一種材料是

2、一樣的。當(dāng)光子的能量時(shí)不能產(chǎn)生光電子，即存在一個(gè)產(chǎn)生光電效應(yīng)的截止頻率（）實(shí)驗(yàn)中：將和間加上反向電壓(接負(fù)極),它對(duì)光電子運(yùn)動(dòng)起減速作用.隨著反向電壓的增加,到達(dá)陽(yáng)極的光電子的數(shù)目相應(yīng)減少,光電流減小。當(dāng)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)的作用。即 （2）圖（2）這時(shí)的反向電壓叫截止電壓。入射光頻率不同時(shí)，截止電壓也不同。將（2）式代入（1）式，得 （3）（其中）式中都是常量，對(duì)同一光電管也是常量，實(shí)驗(yàn)中測(cè)量不同頻率下的，做出曲線。在（3）式得到滿足的條件下，這是一條直線。若電子電荷，由斜率可以求出普朗克常數(shù)。由直線上的截距可以求出溢出功，由直線在軸上的截距可以求出截止頻

3、率。如圖（2）所示。2、測(cè)量光電管的伏安特性曲線在照射光的強(qiáng)度一定的情況下，光電管中的電流與光電管兩端的電壓之間存在著一定的關(guān)系。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、將儀器的連線接好；2、經(jīng)老師確認(rèn)后，接通電源預(yù)熱儀器20分鐘；3、熟悉儀器，進(jìn)行一些簡(jiǎn)單的操作，并將儀器調(diào)零；4、普朗克常數(shù)的測(cè)定選定某一光闌孔徑為的光闌（記錄其數(shù)值），在不改變光源與光電管之間的距離的情況下，選用不同濾色片（分別有為400nm，430nm，460nm，490nm，520nm），調(diào)節(jié)光電管兩端的電壓，使得光電管中的電流為0，將此時(shí)光電管兩端的電壓表示為（稱為截止電壓），將其記錄下來(lái)；5、測(cè)量光電管的伏安特性曲線觀察5條譜線在同一光闌孔

4、徑為（記錄其數(shù)值），在不改變光源與光電管之間的距離（記錄其數(shù)值）的情況下，改變光電管兩端的電壓（范圍在），記錄電壓和對(duì)應(yīng)的光電流。五、數(shù)據(jù)的測(cè)量與處理-2.50-2.25-2.00-1.75-1.50-1.25-1.20-1.15-1.10-1.05-26.0-25.0-24.2-23.0-22.0-18.0-16.5-14.5-12.0-8.8-1.00-0.970.000.250.50.751.001.251.501.75-4.00.02.202.703.003.303.603.803.904.00 2、測(cè)光電管的伏安特性曲線： 波長(zhǎng)為400nm對(duì)應(yīng)的表 ， 波長(zhǎng)為430nm對(duì)應(yīng)的表，-2

5、.50-2.25-2.00-1.75-1.50-1.25-1.15-1.10-1.05-1.00-34.0-33.0-32.0-30.0-29.0-26.8-25.0-24.0-21.0-18.0-0.95-0.90-0.8400.250.500.751.001.251.50-13.0-8.003.003.904.404.805.105.405.60 波長(zhǎng)為460nm對(duì)應(yīng)的表， -2.50-2.25-2.00-1.75-1.50-1.25-1.00-0.90-0.85-0.80-43.0-42.0-41.0-40.0-38.0-36.0-31.0-25.0-20.0-12.0-0.77-0.7

6、5-0.7400.250.500.751.001.251.50-7.0-2.704.15.406.306.807.207.607.80 波長(zhǎng)為490nm對(duì)應(yīng)的表， -2.50-2.25-2.00-1.75-1.50-1.25-1.00-0.95-0.90-0.85-0.80-50.0-48.0-47.0-45.0-43.0-41.0-39.0-38.0-37.0-34.030.0-0.75-0.71-0.66-0.6400.250.500.751.001.251.50-25.0-16.0-7.004.306.007.007.708.108.508.80 波長(zhǎng)為520nm對(duì)應(yīng)的表， -4.50-

7、4.25-3.00-2.00-1.50-1.00-0.80-0.70-0.65-0.60-52.8-52.0-48.0-44.0-41.0-37.0-32.0-26.0-22.0-13.0-0.57-0.5600.250.500.751.001.251.501.75-4.003.95.66.406.97.47.808.018.30 1、普朗克常數(shù)的測(cè)定表一、 關(guān)系光闌孔入射光波長(zhǎng)400.0430.0460.0490.0520.0對(duì)應(yīng)頻率7.5006.9776.5226.1225.769截止電壓（V）-2.25-2.06-1.85-1.7-1.53 直線圖 根據(jù)表一的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)（用最小二乘法處理）得： ( )直線斜率K=0.41597 直