光電效應(yīng)及普朗克常數(shù)的測(cè)定

光電效應(yīng)及普朗克常數(shù)的測(cè)定第1頁(yè)，課件共16頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

光電效應(yīng)是19世紀(jì)末發(fā)現(xiàn)的，詳細(xì)的研究一直到1914年，研究中發(fā)現(xiàn)光電效應(yīng)的基本規(guī)律，無(wú)法用麥克斯韋的經(jīng)典電磁理論作出完滿的解釋。1905年愛(ài)因斯坦應(yīng)用普朗克的量子論，提出光量子概念，給光電效應(yīng)以正確的解釋。其中普朗克常數(shù)是現(xiàn)代物理學(xué)中的一個(gè)重要常數(shù)；由光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)可簡(jiǎn)單準(zhǔn)確地測(cè)定普朗克常數(shù)，實(shí)驗(yàn)有助對(duì)光的量子性的理解。第2頁(yè)，課件共16頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1.通過(guò)光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)了解光的量子性。

2.測(cè)量光電管的弱電流特性,找出不同光頻率下的截止電壓。

3.驗(yàn)證愛(ài)因斯坦方程，并由此求出普朗克常數(shù)。第3頁(yè)，課件共16頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月實(shí)驗(yàn)原理

在光的照射下，電子從金屬表面逸出的現(xiàn)象，叫光電效應(yīng)。VGAK+－RE+－光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)原理圖某一頻率下,某一光強(qiáng)時(shí)光電管的伏安特性曲線第4頁(yè)，課件共16頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.實(shí)驗(yàn)規(guī)律（2）截止電壓U0

與入射光頻率具有線性關(guān)系。（1）僅當(dāng)>

0（截止頻率）時(shí)才發(fā)生光電效應(yīng)，截止頻率與材料有關(guān)，但與入射光強(qiáng)無(wú)關(guān)。U0

～n曲線第5頁(yè)，課件共16頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月(3)在同一頻率下，飽和光電流強(qiáng)度Im

正比于入射光強(qiáng)P。(4)光電效應(yīng)是瞬時(shí)效應(yīng)。當(dāng)光照射到金屬表面時(shí)，幾乎立即就有光電子逸出。同一頻率,不同入射光強(qiáng)時(shí)I～UAK曲線第6頁(yè)，課件共16頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月向外輻射。至于光電效應(yīng)，是具有能量的一個(gè)光子作用于金屬中的一個(gè)自由電子，并把它的全部能量都交給這個(gè)電子而造成的。如果電子脫離金屬表面耗費(fèi)的能量為的話，則由光電效應(yīng)打出來(lái)的電子的動(dòng)能為或愛(ài)因斯坦認(rèn)為從一點(diǎn)發(fā)出的光不是按麥克斯韋電磁學(xué)說(shuō)指出的那樣以連續(xù)分布的形式把能量傳播到空間，而是頻率為的光以

為能量單位(光量子)的形式一份一份地式中為普克朗常數(shù),為入射光的頻率，為電子的質(zhì)量，為光電子逸出金屬表面時(shí)的初速度，為受光線照射的金屬材料的逸出功(或功函數(shù))。2.愛(ài)因斯坦對(duì)光電效應(yīng)的解釋第7頁(yè)，課件共16頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月實(shí)驗(yàn)器材普朗克常數(shù)測(cè)定儀微電流測(cè)試儀、測(cè)試臺(tái)第8頁(yè)，課件共16頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1.測(cè)試前準(zhǔn)備:蓋上光電管暗箱和汞燈的遮光蓋，將光電管與汞燈距離調(diào)整并保持在400mm，接通測(cè)試儀及汞燈電源，預(yù)熱約15min。（注意：汞燈一旦開(kāi)啟，不要隨意關(guān)閉）(2)測(cè)試儀調(diào)零：蓋上光電管暗箱和汞燈的遮光蓋，“電壓”選擇在－2V～+2V檔，“電流量程”選擇在10-13A檔，旋轉(zhuǎn)“電流調(diào)零”旋鈕使“電流表”指示為零。

（注意：每次調(diào)換“電流量程”，都應(yīng)重新調(diào)零)第9頁(yè)，課件共16頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月(3)調(diào)整光路：先取下光電管暗箱遮光蓋，將直徑為4mm的光闌及波長(zhǎng)為nm的濾光片插在光電管入射窗孔前，再取下汞燈的遮光蓋，使汞燈的365.0出射光對(duì)準(zhǔn)光電管入射窗孔。（注意：嚴(yán)禁讓汞光不經(jīng)過(guò)濾光片直接入射光電管）第10頁(yè)，課件共16頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.用零電流法測(cè)定h將“電壓”選擇按鍵置于－2V～+0V檔，“電流量程”選擇在10-13A檔并重新調(diào)零。將直徑為4mm的光闌及波長(zhǎng)為365.0nm的濾光片插在光電管入射窗孔前，調(diào)節(jié)電壓UAK，使得光電流I為零，此時(shí)測(cè)試儀中顯示的電壓值即可認(rèn)為是該入射光頻率對(duì)應(yīng)的截止電壓。重復(fù)測(cè)量4次，填入表1中。

依次更換其余四個(gè)濾光片（注意：一定要先蓋上汞燈的遮光蓋再更換濾光片），測(cè)出各自對(duì)應(yīng)的截止電壓。第11頁(yè)，課件共16頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月表1光闌孔f

=4mm

波長(zhǎng)l(nm)365.0404.7435.8546.1577.08.2147.4076.8795.4905.196截止電壓1234平均值第12頁(yè)，課件共16頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.測(cè)光電管的伏安特性曲線(I～UAK曲線)

將“電壓”選擇按鍵置于－1V～+35V檔，將“電流量程”選擇開(kāi)關(guān)置于10－10A并重新調(diào)零，將直徑為4mm的光闌及波長(zhǎng)365.0nm的濾光片插在光電管入射窗孔前。(1)從截止電壓開(kāi)始由低到高調(diào)節(jié)電壓，直至30V（不高于30V）。

從截止電壓到0V

區(qū)間，電壓取值間隔為0.25V;從0V到8V

區(qū)間，電壓取值間隔為1.5V;從8V到35V

區(qū)間，電壓取值間隔為3V;每取一電壓值，記錄一電流值到表2中。

第13頁(yè)，課件共16頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月為了使每個(gè)電流值都有三位有效數(shù)字，測(cè)量過(guò)程中須變換“電流量程”。（注意：每次調(diào)換“電流量程”，都應(yīng)重新調(diào)零)(2)換上其他濾光片，重復(fù)步驟(1)。365.0nm光闌4mm435.8nm光闌4mm第14頁(yè)，課件共16頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月五.注意事項(xiàng)本實(shí)驗(yàn)不必要求暗室環(huán)境，但應(yīng)避免背景光強(qiáng)的劇烈變化。2.實(shí)驗(yàn)過(guò)程中注意隨時(shí)蓋上汞燈的遮光蓋，嚴(yán)禁讓汞光不經(jīng)過(guò)濾光片直接入射光電管窗口。3.實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)應(yīng)蓋上光電管暗箱和汞燈的遮光蓋！第15頁(yè)，課件共16頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月六.數(shù)