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0=W/h，通常称为光电效应的截止频率。不同材料有不同的逸出功，因而0也不同。由于光的强弱决定于光量子的数量，所以光电流与入射光的强度成正比。又因为一个电子只能吸收一个光子的能量， 所以光电子获得的能量与光强无关，只与光子的频率成正比，，将（3）式改写为上式表明 , 截止电压0U 是入射光频率的线性函数，如图 2，当入射光的频率=0时，截止电压00U，没有光电子逸出。图中的直线的斜率k=h/e 是一个正的常数：ekh（5）由此可见，只要用实验方法作出不同频率下的U0-曲线，并求出此曲...
