目录

  • 1 实验时间及分组
    • 1.1 实验报告的写法(必读)
    • 1.2 上课时间及分组安排(必读)
  • 2 绪论
    • 2.1 绪论01
    • 2.2 绪论02
    • 2.3 绪论03
    • 2.4 测量及有效数字
    • 2.5 不确定度的计算
  • 3 第一章 基础实验
    • 3.1 光电效应测定普朗克常数(地点:实验楼309  带坐标纸 铅笔 橡皮 双面胶)
    • 3.2 示波器的使用(地点:实验楼309室)
    • 3.3 动态法测杨氏模量(地点:实验楼309室)
    • 3.4 亥姆霍兹线圈磁场的分布 (地点:实验楼209  带坐标纸 铅笔 橡皮 双面胶)
    • 3.5 用牛顿环测量球面的曲率半径  (地点:实验楼209)
    • 3.6 分光计的调节和使用(地点:实验楼209室)
    • 3.7 电阻元件的伏安特性(地点:实验楼309 带坐标纸 铅笔 橡皮 双面胶)
光电效应测定普朗克常数(地点:实验楼309  带坐标纸 铅笔 橡皮 双面胶)
  • 1 实验概况
  • 2 数据记录
  • 3 视频(岗集)
  • 4 视频(黄麓)


 光电效应测普朗克常数

 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及其重要的意义。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hv。当电子吸收了光子能量hv之后,一部分消耗为电子的逸出功W,另一部分转换为电子的动能1/2mv2,即

上式称为爱因斯坦光电效应方程。1916年密立根首次用油滴实验证实了爱因斯坦光电效应方程。




一、实验目的

1、了解光电效应的基本规律,验证爱因斯坦光电效应方程

2、掌握用光电效应法测定普朗克常数h

二、实验仪器

FB807型光电效应(普朗克常数)测定仪

三、实验原理

光电效应的实验示意图如图1所示。光电效应的规律有:

              

(1)当入射光频率不变时,光电流的大小与入射光的强度成正比;

(2)光电子的最大值初动能与入射光的强度无关,仅与入射光的频率有关,频率越高,光电子的动能越大;

(3)当入射光的频率小于阴极材料的截止频率(红限)时,不论光强多大,照射时间多长,都不能产生光电流;

(4)光电效应是瞬时的,即使入射光强度非常微弱,只要频率大于红限,在开始照射后立即产生光电子。

实验时用的单色光是从低压汞灯光谱中用干涉滤色片过滤得到,其波长分别为365nm,405nm,436nm,546nm,577nm。无光照阴极时,由于阳极和阴极是断路的,所以G中无电流通过。用光照射阴极时,由于阴极释放出电子而形成阴极光电流。加速电位差UAK越大,阴极电流越大,当UAK增加到一定数值后,阴极电流不再增大而达到某一饱和电流I,I的大小和照射光的强度成正比(如图2所示)。


  图2 光电管的伏安特性

加速电压差UAK变为负值时,阴极电流会迅速减少,当加速电压差UAK负到一定数值时,阴极电流变为“0”,与此对应的电位差称为遏止电位差U0U0的大小与光的强度无关,而是随着照射光的频率的增大而增大(如图3所示)。

图3 光电遏止电位的频率特性

四、实验步骤

1、测试前准备

将FB807测试仪及汞灯电源接通(光电管暗箱遮光态),预热20分钟;

调整光电管与汞灯距离约为30~40cm并保持不变;

用专用连接线将光电管暗箱电压输入端与FB807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10-13A;

测定仪在开机或改变电流量程后,都需要进行调零。调零时应将光电信号开关按下,旋转“调零”旋钮使电流表为0,调节好后,将光电信号开关释放。

2、测量截至电压

工作电压转换按钮于释放状态,电压调节范围是:-2V ~ 2V;

在不接输入信号的状态下对微电流测量装置调零;

把365nm的滤色片转到窗口(通光口),此时把电压表显示的UAK值调节为-1.999V;

打开汞灯遮光盖,电流表显示对应的电流值I应为负值,用电压粗调和细调旋钮,逐步升高工作电压,当电压达到某一数值,光电管输出电流为零时,记录对应的工作电压UAK,该电压即为365nm单色光的遏止电压;

按顺序依次换上405nm,436nm,546nm,577nm的滤色片,重复以上步骤,一一记录UAK值。