20xx光電效應(yīng)測(cè)普朗克常量實(shí)驗(yàn)報(bào)告2-資料下載頁(yè)
2025-01-11 22:06本頁(yè)面
【正文】 （3）
由上式可知，若光電子能量h??W，則不能產(chǎn)生光電子。產(chǎn)生光電效應(yīng)的最
低頻率是
?0?
W
h，通常稱為光電效應(yīng)的截止頻率。不同材料有不同的逸出功，
因而?0也不同。由于光的強(qiáng)弱決定于光量子的數(shù)量，所以光電流與入射光的強(qiáng)度成正比。又因?yàn)橐粋€(gè)電子只能吸收一個(gè)光子的能量，所以光電子獲得的能量與光強(qiáng)無(wú)關(guān)，只與光子?的頻率成正比，將（3）式改寫為
（4）
上式表明，截止電壓U0是入射光頻率?的線性函數(shù)，如圖2，當(dāng)入射光的頻率???0時(shí)，截止電壓U0?0，沒(méi)有光電子逸出。圖中的直線的斜率個(gè)正的常數(shù)：
（5）
由此可見(jiàn)，只要用實(shí)驗(yàn)方法作出不同頻率下的U0??曲線，并求出此曲線的斜率，就可以通過(guò)式（5）求出普朗克常數(shù)h。其中
量。
是電子的電
k?
h
e是一
U0v 直線
光電效應(yīng)的伏安特性曲線
下圖是利用光電管進(jìn)行光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)的原理圖。頻率為 、強(qiáng)度為
的光線
照射到光電管陰極上，即有光電子從陰極逸出。如在陰極K和陽(yáng)極A之間加正向電壓UAK，它使K、A之間建立起的電場(chǎng)對(duì)從光電管陰極逸出的光電子起加速作用，隨著電壓UAK的增加，到達(dá)陽(yáng)極的光電子將逐漸增多。當(dāng)正向電壓
增加
到Um時(shí)，光電流達(dá)到最大，不再增加，此時(shí)即稱為飽和狀態(tài)，對(duì)應(yīng)的光電流即稱為飽和光電流。
光電效應(yīng)原理圖
由于光電子從陰極表面逸出時(shí)具有一定的初速度，所以當(dāng)兩極間電位差為零時(shí)，仍有光電流I存在，若在兩極間施加一反向電壓，光電流隨之減少；當(dāng)反向
電壓達(dá)到截止電壓時(shí)，光電流為零。
愛(ài)因斯坦方程是在同種金屬做陰極和陽(yáng)極，且陽(yáng)極很小的理想狀態(tài)下導(dǎo)出的。實(shí)際上做陰極的金屬逸出功比作陽(yáng)極的金屬逸出功小，所以實(shí)驗(yàn)中存在著如下問(wèn)題：
（1）暗電流和本底電流存在，可利用此，測(cè)出截止電壓（補(bǔ)償法）。
（2）陽(yáng)極電流。制作光電管陰極時(shí)，陽(yáng)極上也會(huì)被濺射有陰極材料，所以光入射到陽(yáng)極上或由陰極反射到陽(yáng)極上，陽(yáng)極上也有光電子發(fā)射，就形成陽(yáng)極電流。由于它們的存在，使得I～U曲線較理論曲線下移，如下圖所示。
伏安特性曲線
五、 實(shí)驗(yàn)步驟
調(diào)整儀器
(1)連接儀器；接好電源，打開(kāi)電源開(kāi)關(guān)，充分預(yù)熱（不少于20分鐘）。 (2)在測(cè)量電路連接完畢后，沒(méi)有給測(cè)量信號(hào)時(shí)，旋轉(zhuǎn)“調(diào)零”旋鈕調(diào)零。每換一次量程，必須重新調(diào)零。
(3)取下暗盒光窗口遮光罩，取下汞燈出光窗口的遮光罩，裝好遮光筒，調(diào)節(jié)好暗盒與汞燈距離。
測(cè)量普朗克常數(shù)h
（1） 將電壓選擇按鍵開(kāi)關(guān)置于–2～＋2V檔，將“電流量程”選擇開(kāi)關(guān)置于
A檔。將測(cè)試儀電流輸入電纜斷開(kāi)，調(diào)零后重新接上。
（2） 。 （3） 從高到低調(diào)節(jié)電壓，用“零電流法”測(cè)量該波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的U0，并數(shù)據(jù)記錄。 （4） 、重復(fù)步驟（1）、（2）、（3）。
（5）測(cè)量三組數(shù)據(jù)你，然后對(duì)h取平均值。 測(cè)量光電管的伏安特性曲線
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