光电效应测量普朗克常量实验报告

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1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划光电效应测量普朗克常量实验报告　　三、实验原理1.光电效应　　当一定频率的光照射到某些金属表面上时，可以使电子从金属表面逸出，这种现象称为光电效应。所产生的电子，称为光电子。光电效应是光的经典电磁理论所不能解释的。当金属中的电子吸收一个频率为v的光子时，便获得这光子的全部能量hv，如果这能量大于电子摆脱金属表面的约束所需要的脱出功W，电子就会从金属中逸出。按照能量守恒原理有：　　上式称为爱

2、因斯坦方程，其中m和?m是光电子的质量和最大速度，是光电子逸出表面　　后所具有的最大动能。它说明光子能量hv小于W时，电子不能逸出金属表面，因而没有光电效应产生；产生光电效应的入射光最低频率v0=W/h，称为光电效应的极限频率。不同的金属材料有不同的脱出功，因而υ0也是不同的。由式可见，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

3、才为零。这个相对于阴极为负值的阳极电位目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　被称为光电效应的截止电压。　　显然，有　　代入式，即有　　由上式可知，若光电子能量　　，则不能产生光电子。产生光电效应的最低频率是　　，通常称为光电效应的截止频率。不同材料有不同的逸出功，因而也不同。由于光的强弱决定于光量子

4、的数量，所以光电流与入射光的强度成正比。又因为一个电子只能吸收一个光子的能量，所以光电子获得的能量与光强无关，只与光子ν的频率成正比，，将式改写为　　上式表明，截止电压　　是入射光频率ν的线性函数，如图2，当入射光的频率　　时，　　截止电压，没有光电子逸出。图中的直线的斜率是一个正的常数：　　　　由此可见，只要用实验方法作出不同频率下的　　通过式求出普朗克常数h。其中　　曲线，并求出此曲线的斜率，就可以是电子的电量。　　图2U0-v直线　　2.光电效应的伏安特性曲线目的-通过该培训员工可对保安行业有

5、初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　图3是利用光电管进行光电效应实验的原理图。频率为ν、强度为P的光线照射到光电管阴极上，即有光电子从阴极逸出。如在阴极K和阳极A之间加正向电压，它使K、A之间建立起的电场对从光电管阴极逸出的光电子起加速作用，随着电压　　的增加，到达阳极的光电子将逐渐增多。当正向电压　　增加到　　时，光电流达到最大

6、，不再增加，此时即称为饱和状态，对应的光电流即称为饱和光电流。　　图3光电效应原理图　　由于光电子从阴极表面逸出时具有一定的初速度，所以当两极间电位差为零时，仍有光电流I存在，若在两极间施加一反向电压，光电流随之减少；当反向电压达到截止电压时，光电流为零。　　图4入射光频率不同的I－U曲线图5入射光强度不同的I－U曲线爱因斯坦方程是在同种金属做阴极和阳极，且阳极很小的理想状态下导出的。实际上做阴极的金属逸出功比作阳极的金属逸出功小，所以实验中存在着如下问题：　　(1）暗电流和本底电流。当光电管阴极没

7、有受到光线照射时也会产生电子流，称为暗电流。它是由电子的热运动和光电管管壳漏电等原因造成的。室内各种漫反射光射入光电管造成的光电流称为本底电流。暗电流和本底电流随着K、A之间电压大小变化而变化。目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　阳极电流。制作光电管阴极时，阳极上也会被溅射有阴极材料，所以光入射到

8、阳极上或由阴极反射到阳极上，阳极上也有光电子发射，就形成阳极电流。由于它们的存在，使得I～U曲线较理论曲线下移，如图6所示。　　图6伏安特性曲线　　五、数据记录与处理1、零电流法测h　　第一组：普朗克常数：×　　J·s误差%　　第二组：普朗克常数：×第三组：普朗克常数：×2、补偿法测h　　普朗克常数：×　　J·s误差%　　J·s误差%J·s误差%　　3、伏安特性曲线见下页。　　六、思考讨论　　1、什么是光电效应，及内，外光电效应和单光子，多光子光电效应。　　当一定频率