光电效应测普朗克常数预习提纲

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1、光电效应测普朗克常数预习提纲芦立娟2009年9月1日1、实验任务：（1）用光电效应仪测普朗克常数；（必做）（2）改变光的强度（改变距离或光澜孔直径）；（选做，可以不做）2、实验原理：（1）截止电位与截止频率？（2）如何确定不同频率下的截止电压？（3）光电子的能量随光强变化吗？（4）光电流的大小随光强变化吗？（5）如何从光电管的I-V特性图上利用“拐点法”确定“截止电压”？（6）如何利用“线性函数”图像求出普朗克常数？3、操作规范：（1）贡灯开启直至实验结束、数据签字后才能关闭；（2）操作时，室内人员勿讲

2、话和走动，以免影响实验数据；（3）仪器不用时，将镜头盖盖上，关掉电源开关（不用拔掉电源）；4、数据处理：两种方法选一种：（1）利用坐标纸（略）：根据实验数据利用坐标纸上画出每个频率下的伏安特性曲线，并找出相应的遏止电压，作出遏止电压——频率图，找出斜率，再根据公式h=eK求出普朗克常数。（2）利用电脑：将实验数据打入Excel表格内，点击“图表向导”作出每个频率下的伏安特性曲线图形，确定截止电压；再利用遏止电压——频率数据作出遏止电压——频率图，鼠标指向图线，按鼠标“右键”，点击“添加趋势线”，在“类型

3、”中选则“线性（L）”，在“选项”中选“显示公式（E）”，在图形上，可直接确定斜率的大小，根据公式h=eK求出普朗克常数,最后将图打印后粘在实验报告册内；5、如何进行结果讨论和误差分析：（本次实验项目的重点）。（1）定量分析引起误差的原因；（2）百分差一般控制在5%以内。6、实验所需公式：公认值:h0=6.63×10－34(J·S)h=eK其中：K在图上直接找出光电效应测普朗克常数数据记录表格设计提示（GD—Ⅲ南京激光仪器厂光电效应实验仪）光阑孔直径Φ=mm；（数据仅仅供参考，每位同学的仪器数据都不同）

4、距离：L=20—30cm电压值量程：-3.00—+3.00V；电流值放大倍率×10-11A；365405436546577UIUIUIUIUI-3.00-3.00-3.00-3.00-3.003.003.003.003.003.00波长：365nm，横坐标电压U，纵坐标电流I波长：405nm横坐标电压U，纵坐标电流I波长：436nm横坐标电压U，纵坐标电流I波长：546nm横坐标电压U，纵坐标电流I波长：577nm横坐标电压U，纵坐标电流I遏止电压（取正值）——波长表格：波长（nm)3654054365

5、46577频率（x10-14HZ）8.227.416.885.495.20遏止电压-2.08-1.3-1.17-0.780.45遏止电压（纵坐标，单位：V）——频率（横坐标，单位：x10-14HZ）：数据处理：（两种方法）：（1）利用坐标纸：根据实验数据利用坐标纸上画出每个频率下的伏安特性曲线，并找出相应的遏止电压、作出遏止电压——频率图，找出斜率，再根据公式h=eK求出普朗克常数。（2）利用电脑：将实验数据打入在Excel表格中，点击“图表向导”作出每个频率下的伏安特性曲线图形，确定截止电压；再利用遏

6、止电压——频率数据作出遏止电压——频率图，鼠标指向图线，按鼠标“右键”，点击“添加趋势线”，在“类型”中选则“线性（L）”，在“选项”中选“显示公式（E）”，在显示图形上，可直接确定斜率的大小，根据公式h=eK求出普朗克常数。图中看出斜率为：0.4408计算得：　　　　　　h=eK=1.6×10-19×0.4408×10-14=7.01×10-34(J·S)公认值:　　　　　　h0=6.63×10－34(J·S)相对误差：　　　(最多取两位)本实验的误差分析举例：（请同学们根据自己实验实际情况具体分析，

7、以下仅供参考）从测量得普朗克常数Ｊ·s的结果看，虽然比公认ｈ＝６.６２６０７５５×10-34值稍大一些，但基本符合结论。影响测量精度的主要原因及测量方法（摘）：〈1〉电流的原因：由于有暗电流、本底电流、反向电流的干扰，实际的截止电位应在I为零时的反向电压与I达到反向饱和拐点处对应的反向电压之间，不易准确找到一般以前者或后者来近似代替，故会产生较大的误差。反向电流是由于在制造过程中光阴极物质溅射到阳极上，当光照射时，其行为与光阴极相似，致使在截止电压下获得一个反向电流，随着反向电压的增加，反向电流趋于饱和

8、，这是因为在测量反向截止电压时，阴极是高电位，阳极是低电位，阳极是的阴极材料光电子在光电效应中的加速电场中所产生的反向电流就是在加上反向电压后总有0.2-0.4µΑ，（随频率的不同而异）的光电流的原因，实验得知随着反向电压增加到一定的值时（2V左右），这一电流就不在增加，所有阳极光电子都到了阴极。影响测量精度的主要原因是暗电流、本底电流、反向电流。〈2〉电压的原因：由于电流的原因，导致本实验截止电压偏大，ｈ值偏大。实际测量中常采用“图解法”