大学物理仿真实验光电效应测普朗克常量装备022010037033光电效应实验———实验简介1大学物理仿真实验当光照在物体上时，光的能量仅部分的以热的形式为物体吸收，而另一部分则转换为物体中某些电子的能量，使电子溢出物体表面，这种效应称为光电效应，溢出的电子称为光电子。根据爱因斯坦理论，每个光子的能量为其中h为普朗克常数，是近代量子物理中的重要常数。而本实验就是利用光电效应法来测得普朗克常数。光电效应实验———实验原理根据爱因斯坦理论，光能是以光电子的形式一份一份地向外传递，每个光子的能量为，式中焦耳·秒，称为普朗克常数，是近代量子理论的重要常数，v是光的频率。在光电效应中，光子的能量一次全部传给金属中的电子。这电子所获得的能量一部分用来使它从金属中逸出所必须的共A，另一部分能量变转化为光电子的最大初动能。于是有式中m是电子质量，V是电子最大初速度，这就是著名的爱因斯坦光电效应方程式。由这个方程式可知光电效应的规律为：1.当hv≥A，v≥A/h=v0时，才能使光电子逸出金属表面。v0称为截止频率，取决于金属材料。2.光电子的初动能只取决于光的频率。3.光子多少，决定光的强弱，光强增加，光子数增加，逸出的电子数也多。为了测出光电子的初动能，采用如下图的实验电路。2大学物理仿真实验在光电管两端加上反向电压，当单色光照射到光电管阴极K时，由阴极逸出的光电子具有初动能，在反向电压下逆着电场力方向由阴极K向阳极A运动，随着反向电压的增大，光电流逐渐减小，当反向电压增加到V0时，光电流降为0，此时光电子做的功等于逸出的初动能，即因此，在试验中只要改变入射光的频率，可求得普朗克常数。光电效应实验———实验内容1．了解光电效应的基本规律。2．熟悉普朗克常数测定仪的操作比并用光电效应方法测量普朗克常数。光电效应实验———实验仪器光电效应实验仪器包括GD-5光电管、单色仪、水银灯、检流计、直流电源、直流电压表、滑线变阻器、临界电阻箱。GD-5光电管：置于暗箱之中，是实验中产生光电效应的元件。反射式单色仪：调整入射、出射的狭缝和调节鼓轮的读数，改变棱镜的转角，就可以得到所需要的单色光。水银灯:即汞灯，用于作线光源。3大学物理仿真实验直流电源：为电路提供电源支持。检流计用来检验电路有无电流通过，测量微电流。检流计使用前要进行调零工作，调零的时候用调零旋钮将检流计的显示光标调到0点处。直流电压表用于测量光电管两端的电压。测量光电管的正向特性的时候，用量程为0~50伏的直流电压表；测量光电管的反向特性的时候，用量程为0~1500毫伏的直流电压表。4大学物理仿真实验滑线变阻器作分压器用，分压器在电源电路接通以前，应使输出电压取最小值；电源接通后再调整其输出电压，切断电源前也应使输出电压取最小值，以免损坏电表。临界电阻箱为了使检流计工作于临界阻尼之下，必须首先调节临界电阻箱至一定的阻值。5大学物理仿真实验数据记录正向伏安特性5770埃5461埃4358埃4047埃6大学物理仿真实验反向伏安特性5770埃5461埃4358埃7大学物理仿真实验4047埃正向特征曲线图8大学物理仿真实验反向特征曲线图实验数据处理9大学物理仿真实验实验小结通过本次实验，我基本掌握了光电效应的基本原理，也了解了用光电效应测量普朗克常量的基本原理和方法。实验中，遇到的主要问题是操作的不熟练，经常出错误。在看光电效应特性曲线时候，由于读数的不精确，导致最后的实验结果误差较大。最终测的的普朗克常量为（J.S），和已知的普朗克常量为相比，误差很大。由计算机的闲心回归计算得到电子逸出功为（J）；红限频率为（Hz）。本次实验，我的收获主要是对该实验法更加熟悉了，但是出现了较大误差是由于我的粗心造成的。我一定会在以后的实验中更加小心谨慎！10
