光電效應(yīng) 物理實(shí)驗(yàn)報(bào)告

即可得出光電管得伏安特對(duì)于某一頻率，光電效應(yīng)I-Vak關(guān)系如圖所示。從圖對(duì)于一定頻率，有一電壓Vo,當(dāng)VakWVo時(shí)，電流為1）中可見，0,這個(gè)電壓Vo叫做截止電壓。2）當(dāng)Vak^Vo后，電流I迅速增大，然后趨于飽與，飽與光電流Dvl即可得出光電管得伏安特對(duì)于某一頻率，光電效應(yīng)I-Vak關(guān)系如圖所示。從圖對(duì)于一定頻率，有一電壓Vo,當(dāng)VakWVo時(shí)，電流為1）中可見，0,這個(gè)電壓Vo叫做截止電壓。2）當(dāng)Vak^Vo后，電流I迅速增大，然后趨于飽與，飽與光電流Dvl得人小與入射光得強(qiáng)度成正比。低于某極限值％時(shí)，不論發(fā)光強(qiáng)度如何人、照射產(chǎn)生。5）光電流效應(yīng)就是瞬時(shí)效應(yīng)。即使得發(fā)光強(qiáng)度非常微弱，只要頻率人于光電流在開始間之多照射后立即就要光電子產(chǎn)生，所經(jīng)過得時(shí)為10為得數(shù)量級(jí)。時(shí)間如長，都光電流何沒有圖如頻率頻率光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)?zāi)康茫海?）了解光電效應(yīng)得規(guī)律，加深對(duì)光得量子性得理解（2）測量普朗克常量h。實(shí)驗(yàn)儀器：ZKY-GD-4光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)儀1微電流放大器2光電管工作電源3光電管4濾色片5汞燈實(shí)驗(yàn)原理：原理圖如右圖所示：入射光照射到光電管陰極K上，產(chǎn)生得光電子在電場得作用卞向陽極A遷移形成光電流。改變外加電壓％,測量出光電流I得大小，性曲線。3）對(duì)于不同頻率得光來說，其截止得數(shù)值不同，如右圖：4）對(duì)于截止頻率Vo與頻率V得關(guān)系下所示。V。與V成正比關(guān)系。當(dāng)入射光得實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及測量：1將4mm得光闌及3651U11得濾光片祖昂在光電管暗箱光輸入II上，打開汞燈遮光蓋。從低到高調(diào)節(jié)電壓（絕對(duì)值減?。?，觀察電流值得變化，尋找電流為零時(shí)對(duì)應(yīng)得Vak值，以其絕對(duì)值作為該波長對(duì)應(yīng)得％值，測量數(shù)據(jù)如下:波長/nm365404、7435、8546、1577頻率8、2147、4086、8975、495、196

/X1014Hz截止電壓/V1.6791、3351.1070、5570、434頻率與截止電壓得變化關(guān)系如圖所示:由圖可知：直線得方程就是:v=0.4098X-1.6988所以:h/e=O、4098x10,h=1.6x10^9x0、4098x10“"=6.5568x10"34J-s當(dāng)y=0,即Vo=Ol/時(shí)，v=1.6988^0.4098=4、1454x1014Hz,即該金屬得截14止頻率為4、1454x10Hz。也就就是說，如果入射光如果頻率低于上值時(shí)，不管光強(qiáng)多人也不能產(chǎn)生光電流：頻率高于上值，就可以產(chǎn)生光電流。根據(jù)線性回歸理論：k=-2~2V-V可得：k=0、40975,與EXCEL給出得直線斜率相同。-34我們知道普朗克常量饑二J626x10廠二所以，相對(duì)誤差：E=—-—=-0、01044ho2測量光電管得伏安特性曲線1）用435、8mn得濾色片與4mm得光闌實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示：435、8nm4mm光闌I-Vak得關(guān)系VakIVakIVakIVakIYakIVakI0.0401、90.8584、22、3009、36、60019、512、00027、322、00035、80.0892、10.9354、42、500106、80019、912、50027、722、70036、20、1512、31.0964、92、70010、67、20020、513、00028、324、100370.2112、41.2085、32、90011、17、80021、514、20029、425、70037、90.3402、71.3255、63、200128、7002315、00030.126、80038、30.3952、91、4686、13、80013、99、10023、616、10031.127、50038、70.4703、11.6376、74、20014x89、80024、616、60031.629、50039、5

0.5613、31.7797、24、90016、410、20025.117.50032.330、90040、10.6563、61.9307、85>40017、410、70025、818、600330.7253、82、0008、36、10018、711、10026、319.60033、72）用546、limi得濾光片與4mm得光闌數(shù)據(jù)如卜?表所示:546、lnm4mm光闌I-Vak得關(guān)系VakIVakIVakIVakI0、31、35、99、113、213、023、815、91、02、66、89、814、113、325、316、11、43、47、610、415、113、726、416、51、84、18、210、816、114、027、216、62、24、98、811、117、114、228、016、72、83、79、811、617、814、428、916、73、26、310、011、918、914、729、716、83、97、111、412、319、714、930、716、94、37、612、112、620、115、031、217、04、98、212、712、920、915、2作兩種情況下，光電管得伏安特性曲線:由上圖可知：1）光電流隨管壓降得增人而逐漸增犬。在增人得過程中，增長速度由快變慢最終達(dá)到飽與。這一點(diǎn)在546、lnm得伏安特性中可以清楚地瞧出。2）當(dāng)管壓降相同時(shí)，比較兩個(gè)不同波長得光電流可以發(fā)現(xiàn)：波長長得，即頻率小得（546、lnm）光電流小；波長短得，即頻率人得（435、8nm）光電流人。這也間12接證明了愛因斯坦得光電流方程：hV=2mP0+/1o對(duì)于同一種金屬，溢出功A相等，頻率高得就能得到更人得動(dòng)能來克服金屬得束縛，從而形成更人得光電流。

3、保持管壓降匕冰=30、不變，調(diào)整光闌得直徑，分別為：2mm.4mm.8mmo測SLorl—rorlM-熾哥杲光電流隨光闌直徑的變化OO806O4O2QOSLorl—rorlM-熾哥杲光電流隨光闌直徑的變化OO806O4O2QO量對(duì)應(yīng)得電流如下：光闌孔直徑mm248435、8nm1/x10_10/18、836、8108、9546、lnm1/x10_10/l3、915、946、5作出兩種不同波長得光電流隨光強(qiáng)得變化圖，如下:我們可以瞧出：1）同一種波長下，光電流隨光闌直徑得增人而增人。由于數(shù)據(jù)點(diǎn)有限，不能表明光闌面積（即光強(qiáng)得人?。┩怆娏鞯镁唧w關(guān)系，就是否就是線性得，也就無從得知。所畫出得圖形如卜?:光電流隨光強(qiáng)的變化/mmA2光電流隨光強(qiáng)的變化/mmA22）不同波長下，若光闌直徑相等，即光強(qiáng)相同，光得頻率越人，光電流越人；并且，頻率大得光變化也快。在光強(qiáng)較弱時(shí)，不同得光產(chǎn)生得光電流人小相差無幾，但當(dāng)光強(qiáng)變?nèi)撕?，兩者差距逐漸變?nèi)恕?在VAK=30^°V得情況廠保證光闌直徑為8mm,測量兩種光強(qiáng)下，光電流與入射距離得變化關(guān)系如下表與卜圖所示:入射距離L」0383634331/x10'10/1117、1133、3146、8174、3184入射距離L40393837363534331/x42、31445、5?19、757、259、166、674、1光電流隨入射距離的關(guān)系―?—入射距離/mm435.8nm―?—入射距離/mm435.8nm546.1nm入射距離增人，光強(qiáng)勢必會(huì)減小，由圖可知，光電流變小，這樣得結(jié)論與以上改變光闌直徑所得結(jié)論相一致。對(duì)于不同得光波，頻率大得光在相同得光強(qiáng)條件下，獲得得光電流較大。實(shí)驗(yàn)總結(jié)：1）實(shí)驗(yàn)中改變?nèi)肷渚嚯x處誤差最人，所以只能做定性分析，不能用于定量計(jì)算。2）