光電效應測普朗克常量實驗報告

.WORD.格式.WORD.格式...專業(yè)資料.整理共享.光電效應測普克常試驗報告光電效應測普克常數1、通過試驗深刻解愛因斯坦的光電效應論，解光電效應的根本規(guī)；2、把握用光電管進光電效應爭論的方法；3、學習對光電管伏安特性曲線的處方法，并用以測定普克常數。三、儀器用具ZKY—GD—3光電效應測試儀、汞燈及電源、濾色片〔五個、光闌〔兩個、光電管、測試儀1、光電效應與愛因斯坦方程用適宜頻的光照耀在某些屬外表上時，會有電子附屬外表出，這種現象叫做光電效應，附屬外表出的電子叫光電子。為解釋光電效應現象，愛因斯坦提出“光子的概，認為對于頻為 的光波，每個光子的能為式中， 為普克常數，它的公認值是 =6.626 。部能傳遞給電子，電子所獲得的能，一局部用來抑制屬外表對它的約束，其余的能則成為該光電子出屬外表后的動能。 提出著名的光電方程：〔1〕 m 式中， 為入射光的頻， 為電子的質， 為光電子出屬外表的初1mv2速， 為被光線照耀的屬材的出功， 2 為附屬出的光電子的最大初動能?！?〕式可見入射到屬外表的光頻越高， 出的電子動能必定也越大，所以即使陰極加電壓也會有光電子入陽極而形成光電， 電位比陰極電位低時也會有光電子到陽極， 光電子U能到達陽極，光電才為。這個相對于陰極為負值的陽極電位 0被稱為明顯，有〔2〕代入〔1〕式，即有〔3〕由上式可知，光電子能 hW，則能產生光電子。產生光電效應的最低頻是

W0h

，通常稱為光電效應的截止頻。同材有同的出功，因而0也同。由于光的強弱打算于光子的數，所以光電與入射光的強成正比。 又由于一個電子只能吸取一個光子的能， 所以光電子獲得的能與光強無關，只與光子 的頻成正比，，將〔3〕式改寫為〔4〕0上式說明，截止電壓U是入射光頻 的線性函數，如圖2，當入射光的頻00

U時，截止電壓 0

0，沒有光電子出。圖中的直線的斜

khe是一個正的常數：〔5〕由此可見，只要用試驗方法作出同頻下的U 0曲線，并求出此曲線的斜，就可以通過式〔 5〕求出普克常數 h。其中。是電子的電U0-v 直線2、光電效應的伏安特性曲線以以下圖是用光電管進光電效應試驗的原圖。頻為 、強為 照耀到光電管陰極上即有光電子從陰極出。 如在陰極K和陽極A之間加正向U電壓 AK，它使K、A之間建起的電場對從光電管陰極出的光電子起加速作U用，隨著電壓 AK的增加，到達陽極的光電子將漸漸增多。當正向電壓 增U加到 m時，光電到達最大，再增加，此時即稱為飽和狀態(tài)，對應的光電即稱為飽和光電。光電效應原圖由于光電子從陰極外表出時具有確定的初速，所以當兩極間電位差為時，仍有光電 I存在，在兩極間施加一反向電壓，光電隨之削減；當反向電壓到達截止電壓時，光電為。愛因斯坦方程是在同種屬做陰極和陽極，且陽極很小的想狀態(tài)下導出的。實際上做陰極的屬出功比作陽極的屬出功小， 中存在著如下問題：暗電和本底電存在，可用此，測出截止電壓〔補償法〕 。陽極電。制作光電管陰極時，陽極上也會被濺射有陰極材，所以光I～U伏安特性曲線1、調整儀器連接儀器；接好電源，翻開電源開關，充分預熱〔少于 20分鐘〕。在測電連接完畢后，沒有給測信號時，旋轉“調旋鈕調。每換一次程，必需重調。取下暗盒光窗口遮光罩，換上365.0nm濾光片，取下汞燈出光窗口的遮光罩，裝好遮光筒，調整好暗盒與汞燈距離。2、測普克常數 h將電壓選擇按鍵開關置于–2～＋2V檔，將“電程選擇開關置于A將直徑為4mm的光闌和365.0nm的濾色片裝在光電管電暗箱輸入口上。從高到低調整電壓，用“電法測該波長對應的 U0，并數據記錄。、435.8nm、546.1nm、577.0nm〔1〕、〔2〕、〔3〕。測三組數據你，然后對 h取平均值。3、測光電管的伏安特性曲線暗盒光窗口裝365.0nm濾光片和4mm出值緩慢由0V伏增加到30V1V記一個電值。但留意在電值為處記下截止電壓值.在暗盒光窗口上換上404.7nm濾光片，仍用4mm的光闌，重復步驟〔1〕。I。、 試驗記錄與處1、電法測普克常 h(光闌Ф=2mm)波長λ〔nm〕365405436546577頻ν (101Hz)8.2147.4086.8795.4905.196截止電 第一次1.7161.3681.1730.6200.492壓U0〔V〕其次次1.7121.3981.1790.6150.491第三次1.7001.3901,1650.6180.485第一次測結果及處：其次次測結果及處：第三次測結果及處：2、補償法測普克常 h波長λ〔nm〕波長λ〔nm〕365405436546577頻ν(101Hz)8.2147.4086.8795.4905.196截止電壓U0〔V〕1.7241.4081.1830.6240.5043、測光電管的伏安特性曲線〔 波長λ=436nm光闌Ф=2mm〕U〔V〕I〔×1011A〕U〔V〕I〔×1011A〕U〔V〕I〔×1011A〕-2-0.2944.32071.9-10.41048.02173.704.21151.42275.1111.11254.92376.6217.81357.92477.8324.01460.32579.6426.91562.52681.4530.11664.52782.5633.51766.52882.87737.01868.32983.4840.81969.93085.2光電管的伏安特性曲線光電管的伏安特性曲線〕110080600 40系列1〔I-5200-20051015U〔V〕20253035由上面圖表，電法三次測的結果誤差依次為：E=-2.93% E=-1.99% E=-2.85%1 2 3補償法測的結果誤差為：E=-2.05%本試驗中應用同的方法測出普克常數， 但有確定的試驗誤差，據分析誤差產生緣由是：1、暗電的影響，暗電是光電管沒有受到光照耀時，也會產生電，它是由于熱電子放射、和光電管管殼電等緣由造成；2它們均使光電可能為 且隨電壓的變化而變化。3、光電管制作時產生的影響：〔1〕、由于制作光電管時，陽極上也往往濺射有陰極材， 以當入射光射到陽極上或由陰極漫反射到陽極上時陽極也有光電子放射，當陽極加負電位、陰極加正電位時，對陰極放射的光電子起減速的作用，而對陽極的電子卻起加速的作用，所以 I－U關系曲線就和IKA曲線圖所示。為確地確定截止電壓 US，就必需去掉暗電和反向電的影I＝0US4〔1從同頻的伏安特性曲線讀到的“抬頭電壓〔截止電壓〕，同人讀得的一樣， 經過處后的到 Us v曲線也一樣，測出的數值就一樣；〔 2〕調時，可能會消滅誤差，及在測時生怕也會使原來調的系統(tǒng)再準確。5、參考值本身就具有確定確實，本身就有確定的誤差。6、論本身就有確定的誤差，如， 1963 Ready等人用激光作光電放射試驗時，覺察與愛因斯坦方程偏離的奇異光電放射。 1968 Teich和Wolga用GaAs激光器放射的h=1.48eV的光子照耀出功為 A=2.3eV的鈉屬時，覺察光電與光強的平方成正比。 按愛因斯坦方程光子的頻處于鈉的閥頻以下，會有光電子放射，然而現象卻發(fā)生，但有光電子放射，而且光電作， 時被電子吸取得以躍過外表能壘稱為雙光子光電放射后來，進一步的試驗說明，可以三個、多個、甚至40個光子同時被電子吸取而放射光電子，稱為多光子光電放射。人們推斷，n光子的光電放射過程的光電似乎應n光電效應歷史光電效應由德國物學家赫茲于 1887覺察，對進展子論起根本性作用。1887，首先是赫茲〔 在證明波動論試驗中首次覺察的。當時，赫茲覺察兩個鋅質小球之一用紫外線照耀則在兩個小球之間就格外容跳過電花。大約1900， 馬克思布蘭科〔 MaxPlanck〕對光電效應作出最初解釋，并引出光具有的能包裹式能 〔quantised〕這一論。 他給這一論歸咎成一個等式，也就是E=hf，E就是光所具有的“包裹式能， h是一個常數，統(tǒng)稱布蘭科常數〔Planck”sconstant〕，而f就是光源的頻。 也就是說光能的強弱是有其頻而打算的。 布蘭科自己對于光線是包裹式的說法也太確定。1902，納〔 Lenard)也對其進爭論，指出光電效應是屬中的電子吸取入射光的能而從外表出的現象。但無法依據當時的論加以解釋 ；1905，愛因斯坦 26歲時提出光子假設，成功解釋光電效應，因此獲得1921諾貝爾物獎。他進一步推廣布蘭科的論，并導出公式， Ek=hf-W，W是所需將電子附屬外表上自由化的能。而 Ek呢就是電子自由后具有的勢能。測普克常 h的其他方法1、2〔補償法、電法、拐點法〕2、X射線光電效應法3、X射線原子游離法4、黑體輻射計算法5、電子衍射法6、康普頓波長移位法7、X射線連續(xù)譜短波限法8、電子-正電子對湮沒輻射法9、1962 由約瑟夫森提出的測定 2e/h 的交約瑟夫森效應法10、 由馮·克青于 1980 覺察的子霍爾效應 ,測定h/e2的子霍爾效應法11、 由英國國家物試驗室的基布爾等人于 1990 接測定h的通電動圈法12、 用磁化測普