光电效应法测定普朗克常数 一、 实验及应用背景介绍 光电效应是指一定频率的光照射在金属表面时会有电子从金属表面逸出的现象。1887 年物理学家赫兹用实验验证电磁波的存在时发现了这一现象，但是这一实验现象无法用当时人们所熟知的电磁波理论加以解释。 1905 年，爱因斯坦大胆地把普朗克在进行黑体辐射研究过程中提出的辐射能量不连续观点应用于光辐射，提出“光量子”概念，从而成功地解释了光电效应现象。1916 年密立根通过光电效应对普朗克常数的精确测量，证实了爱因斯坦方程的正确性，并精确地测出了普朗克常数。爱因斯坦与密立根都因光电效应等方面的杰出贡献，分别于1921 年和 1923 年获得了诺贝尔奖。 光电效应实验对于认识光的本质及早期量子理论的发展，具有里程碑式的意义。随着科学技术的发展，光电效应已广泛用于工农业生产、国防和许多科技领域。利 用光电效应制 成的光电器 件 ，如 光电管 、光电池 、光电倍 增 管 等，已成为生产和科研中不可 缺 少 的器 件 。 二、 实验目的和教学要求 1、定性分析 光电效应规 律 ，通过光电效应实验进一步 理解光的量子性； 2、学习 验证爱因斯坦光电方程的实验方法，并测定普朗克常数 h； 3、进一步 练 习 利 用线 性回 归 和作 图 法处 理实验数据 。 三、 实验原理 光电效应的实验原 理如 图1 所示 。入 射光照射到 光电管 阴 极 K 上 ，产生的光电子在电场 的作 用下 向 阳 极A 迁 移 构 成光电流 ，改 变 外 加电压UAK，测量出光电流 I 的大小 ，即 可 得出光电管 的伏 安 特 性曲 线 。 U0 斜 率h/e ν0 ν 图4 截止电压U 与入射光频率ν的关系图 I ν1 ν2 U01U02 UAK 图3 不同频率时光电管的伏安特性曲线 I P1 P2 U0 UAK 图2 同一频率,不同光强时光电管的伏安特性曲线 A K A V UAK 图1 实验原理图 光电效应的基 本实验事 实如 下 ： (1)对应于某一频率,光电效应的I-UAK 关系如图2 所示。从图中可见，对一定的频率，有一电压 U0,当 UAK≦U0 时，电流为零，这个相对于阴极的负值的阳极电压 U0，被称为截止电压。 (2)当 UAK≧U0 后，I 迅速增加，然后趋于饱和，饱和光电流 IM 的大小与入射光的强度 P 成正比。 (3)对于不同频率的光，其截止电压的值不同，如图3 所示。 (4)截止电压 U0 与频率 ν 的关系如图4 所示，U0 与 ν 成正...
