实验题目:光电效应法测普朗克常量实验目的:1
了解光电效应的基本规律; 2
用光电效应方法测量普朗克常量和测定光电管的光电特性曲线
实验原理:当光照在物体上时,光的能量仅部分地以热的形式被物体吸收,而另一部分则转换为物体中某些电子的能量,使电子逸出物体表面,这种现象称为光电效应,逸出的电子称为光电子
在光电效应中,光显示出它的粒子性质,所以这种现象对认识光的本性,具有极其重要的意义
光电效应实验原理如图 8
1-1 所示
1.光电流与入射光强度的关系光电流随加速电位差 U 的增加而增加,加速电位差增加到一定量值后,光电流达到饱和值和值 IH,饱和电流与光强成正比,而与入射光的频率无关
当 U= UA-UK变成负值时,光电流迅速减小
实验指出,有一个遏止电位差 Ua存在,当电位差达到这个值时,光电流为零
2.光电子的初动能与入射频率之间的关系光电子从阴极逸出时,具有初动能,在减速电压下,光电子逆着电场力方向由 K 极向A 极运动
当 U=Ua时,光电子不再能达到 A 极,光电流为零
所以电子的初动能等于它克服电场力作用的功
即 (1)根据爱因斯坦关于光的本性的假设,光是一粒一粒运动着的粒子流,这些光粒子称为光子
每一光子的能量为,其中 h 为普朗克常量,ν 为光波的频率
所以不同频率的光波对应光子的能量不同
光电子吸收了光子的能量 hν 之后,一部分消耗于克服电子的逸出功 A,另一部分转换为电子动能
由能量守恒定律可知 (2)式(2)称为爱因斯坦光电效应方程
由此可见,光电子的初动能与入射光频率 ν 呈线性关系,而与入射光的强度无关
3.光电效应有光电存在实验指出,当光的频率时,不论用多强的光照射到物质都不会产生光电效应,根据式(2),,ν0称为红限
爱因斯坦光电效应方程同时提供了测普朗克常量的一种方法:由式(1)和(2)可得:,当用不同频率(ν1,ν2,ν3,…,νn)