光电效应测普朗克常量一、实验背景介绍(一)光电效应在文艺复兴和工业革命后,物理学得到了迅猛的发展,在实际应用中也发挥了巨大的作用。此刻人们感觉物理学的大厦已经建成,剩下只是一些补充。直到19世纪末,物理学领域出现了四大危机:光电效应、固体比热、黑体辐射、原子光谱,其实验现象用经典物理学的理论难以解释,尤其对光电效应现象的解释与理论大相径庭。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,认为对于频率为的为光波,每个光子的能量为式中,h为普朗克常数,它的公认值是h=6.626。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:(1)式中,γ为入射光的频率,m为电子的质量,v为光电子逸出金属表面的初速度。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U被称为光电效应的截止电压。显然,有(2)由(1)(2)可得:(3)由(3)可知,若光电子能量hγ