实验十二 用光电效应测定普朗克常量 当一定频率的光照射到某些金属材料表面时，可使金属中的电子从金属表面逸出的现象，叫光电效应．光电效应是经典电磁理论所不能解释的．光电效应实验及其光量子理论的解释是量子理论的生长点，在揭示光的波粒二象性方面具有划时代的深远意义，而普朗克常量正是量子理论与经典理论的联系常数． ·实验目的 1．通过实验加深对光的量子性的认识； 2．用最高频滤波片，测量光电管的伏安特性曲线； 3 ．通过光电管的弱电流特性，测出不同频率下的遏止电压（三种方法任选其一），求出普朗克常量； 4 ．探究光电管的饱和光电流与入射光强的关系；探讨比较确定遏止电压的三种方法（自主设计实验方案）． ·实验仪器 高压汞灯，干涉滤光片，光阑，光电效应实验仪． ZKY-GD-3光电效应实验仪，如图 12-1（a）所示．仪器由汞灯及电源，滤色片，光阑，光电管、测试仪（含光电管电源和微电流放大器）构成，仪器结构如图 12-1（b）所示，测试仪的调节面板如图 12-2所示． 图 12-1（a） 光电效应实验仪实物图 1 2 3 4 5 6 7 1汞灯电源 2汞灯 3滤色片 4光阑 5光电管 6基座 7实验仪 光阑：3片，直径 2mm、4mm、8mm 汞灯：可用谱线365.0nm、404.7nm、435.8nm、546.1nm、577.0nm、579.0nm 滤色片：5片, 透射波长365.0 nm、404.7 nm、435.8 nm、546.1 nm、577.0nm 光电管：阳极为镍圈，阴极为银-氧-钾（Ag-O-K），光谱响应范围 320 ~ 700nm， 暗电流：I ≤2×10-12A（-2 V≤UAK≤0 V） 光电管电源：2档，－2～0V，－2～＋30V，三位半数显，稳定度≤0.1% 微电流放大器：6档，10-8—10-13A，分辨率10-13A，三位半数显，稳定度≤0.2% ·实验原理 一定频率的光照射到金属表面上，可以使电子从金属表面逸出．1905 年爱因斯坦依照普朗克的量子假设，提出了光子的概念．他认为光是一群微粒流；频率为v的光子具有能量h，h 为普朗克常量．根据这一理论，当金属中的电子吸收一个频率为v的光子时，便获得这光子的全部能量hv，如果这能量大于电子摆脱金属表面的约束所需要的脱出功W ，电子就会从金属中逸出．按照能量守恒原理有： Wmhvm 221 （9-1） 上式称为爱因斯坦方程，其中 m 和m 是光电子的质量和最大速度，221mm 是光电子逸出表面后所具有的最大动能．它说明光子能量 h小于W 时，电子不能逸出金属表面，因而没有光电效应产生；产生光电效应的入射光最...
