1、課程名稱：大學物理實驗（下）_實驗名稱：光電效應測普朗克常量_學院：信息工程學院專業班級：學生姓名：學號： _ 實驗地點：基礎實驗大樓B309座位號： _ 實驗時間：第9周星期三下午三點四十五分_ 一、 實驗目的：1、 研究光電管的伏安特性及光電特性。2、 比較不同頻率光強的伏安特性曲線和遏止電壓。3、 了解光電效應的規律，加深對光的量子性的理解。4、 驗證愛因斯坦方程，并測定普朗克常量h。二、 實驗原理：即 12mv2=e×Ua，因為Ua與成正比，所示初動能大小與光的強度無關，只是隨著頻率的增大而增大，愛因斯坦方程可表示：Ua=he×v-We式中h為普朗克常量，公認值為&

2、#215;10-34Js。v為入射光頻率，12mvm2是光電子飛出金屬表面后所具有的最大動能，W是電子從金屬內部逸出表面所需的逸出功。v存在截止頻率v0，使hv0-W=0，此時吸收的光子能量hv0恰好用于抵消電子逸出功而沒有多余的動能，即12mv02=0。因而只有當入射光的頻率vv0時，才能產生光電流，不同金屬的逸出功不同，所以有不同的截止頻率。（1） 伏安特性無光照陰極時，由于陽極和陰極是斷路的，所以G中無電流通過。用光照射陰極時，由于陰極釋放出電子而形成陰極光電流（簡稱陰極電流）。加速電勢差UAK越大，陰極電流越大，UAK增加到一定數值后，陰極電流不再增大而達到某一飽和值IS， IS的大小

3、和照射光的強度成正比。（2） 遏止電壓及普朗克常量的測量加速電勢差UAK變為負值時，陰極電流會迅速減少，當加速電勢差UAK取負值到一定值時，陰極電流變為0，與此對應的電勢差稱為遏止電勢差，用Ua來表示。Ua的大小與光的強度無關，而是隨著照射光的頻率的增大而增大。（3） 截止頻率（紅限）光電效應應該存在一個頻率閾值v0，稱為截止頻率（紅限）。當入射光頻率v<v0時，無論光強如何，均不能產生光電效應；對應入射光的頻率稱為陰極的紅限，用v0來表示。（4） 光電效應是瞬時效應，只要入射光頻率滿足要求，光電管一經光線照射，幾乎同時就有光電子產生，延遲時間最多不超過10-9s。三、 實驗儀器：1、

4、實驗儀器構成：FB807型光電效應（普朗克常量）測定儀由光電檢測裝置和測定儀主機兩部分構成。光電檢測裝置包括：光電管暗箱、汞燈電源箱和導軌等。2、 實驗主機為FB807型光電效應（普朗克常量）測定儀，該測定儀是主要包含微電流放大器和直流電壓發生器兩大部分組成的整體儀器。3、 光電管暗箱：安裝有濾色片，光闌（可調節）、擋光罩、光電管。4、 汞燈燈箱：安裝有汞燈管、擋光罩。5、 汞燈電源箱：箱內安裝鎮流器，提供點亮汞燈的電源。四、 實驗數據處理：截止電壓|Uai|/V1、 測量截止電勢差：Ua-v關系波長i/nm365405436546577頻率vi/×1014Hz8.2147.4086

5、.8795.4905.196截止電壓Uai/V-斜率k可以求得h=ek=1.602×10-19×0.41646.671×10-34Js2、 測光電管的伏安特性曲線：I-UAK關系365nmUAK/V-1258111417202326I/×10-10A0276695117145168190211231405nmUAK/V-1258111417202326I/×10-10A091825313843485255436nmUAK/V-1258111417202326I/×10-10A0101927344247525761546nmUAK/V-

6、1258111417202326I/×10-10A081621263033363739577nmUAK/V-1258111417202326I/×10-10A071418222527293032IS-P關系 UAK=30V =365nm L=400mm光闌孔直徑D/mm248I/×10-10A82245770由實驗結果可以看出來，飽和電流和光照強度成正比。IS-P關系 UAK=30V =365nm D=4mm距離L/mm300350400I/×10-10A467332250由實驗結果可以看出來，飽和電流和光照強度成正比。五、 誤差分析：實驗測得的普朗克常

7、量h=6.671×10-34Js，與實際普朗克常量h=6.626×10-34Js有一定誤差。可能有以下幾種原因：1、光電管沒有受到光照射時，也會產生電流，它是由于熱電子發射、和光電管管殼漏電等原因造成，這種電流叫暗電流； 2、由于室內的各種漫反射光線射入光電管，產生了本底電流，它使光電流不可能降為零且隨電壓的變化而變化。3、調零時，可能會出現誤差。六、 思考題：1、測定普朗克常量的關鍵是什么？怎樣根據光電管的特性曲線選擇適宜的測定遏止電勢差Ua的方法。答：關鍵在于獲得單色光、測得光電管的伏安特性曲線和確定遏止電位差值。實驗中，單色光可由汞燈光源經過單色儀選擇譜線產生。當光電特性的正向電流上升得很快，反向電流很小，則可以用光電流特性曲線與暗電流特性曲線交點的電勢差U'a近似地當作遏止電勢差Ua（交點法）。如果反向特性曲線的反向電流雖然較大，但其飽和速度很快，則可以用反向電流開始飽和時的拐點電勢差U''a當成遏止電勢差Ua（拐點法）。2、從遏止電勢差Ua與入射光頻率v的關系曲線中，你能確定陰極材料的逸出功嗎？答：在直角坐標系中坐出Ua和v 的關系曲線，實驗結果表明曲線是一條直線，證明愛因斯坦光電效應方程的正確性。該直線的斜率即為he ,h為普朗克常量。而該直線的延長線與Ua軸的截距為Wse,Ws為材料的逸出功。因此，可以確定材