南昌大学物理实验报告学生姓名:学号:专业班级:材料124 班实验时间: 10 时 00 分 第十一周星期四座位号: 28一、 实验名称:光电效应二、 实验目的 :1、通过实验深刻理解爱因斯坦的光电效应理论,了解光电效应的基本规律;2、掌握用光电管进行光电效应研究的方法;3、学习对光电管伏安特性曲线的处理方法,并用以测定普朗克常数
三、实验仪器:光电效应测试仪、汞灯及电源、滤色片、光阑、光电管、测试仪四、实验原理:1、 光电效应与爱因斯坦方程用合适频率的光照射在某些金属表面上时,会有电子从金属表面逸出,这种现象叫做光电效应,从金属表面逸出的电子叫光电子
为了解释光电效应现象,爱因斯坦提出了“光量子”的概念,认为 对 于频率 为的光 波 ,每个光 子的能 量为 Eh,其 中h=sJ3410为普朗克常数
按照爱因斯坦的理论, 光电效应的实质是当光子和电子相碰撞时,光子把全部能量传递给电子,电子所获得的能量,一部分用来克服金属表面对它的约束,其余的能量则成为该光电子逸出金属表面后的动能
爱因斯坦提出了著名的光电方程:212hmW(1)式中,为入射光的频率,m 为电子的质量,为光电子逸出金属表面的初速度,W 为被光线照射的金属材料的逸出功,1/2 mv2为从金属逸出的光电子的最大初动能
由(1)式可见,入射到金属表面的光频率越高,逸出的电子动能必然也越大,所以即使阴极不加电压也会有光电子落入阳极而形成光电流,甚至阳极电位比阴极电位低时也会有光电子落到阳极,直至阳极电位低于某一数值时,所有光电子都不能到达阳极,光电流才 为 零
这 个 相 对 于 阴 极 为 负 值 的 阳 极 电 位0U被 称 为 光 电 效 应 的 截 止 电 压
显然,有 eu 0-1/2mv2=0 (2)代入上式即有0heUW(3)由上式可知,若光电子能量h+W,则不能产生光电子
产生光电效应的最低频率是