1、光电效应及普朗克常数的测定 理学院物理实验教学中心 实验原理 光电效应的实验规律 光电效应存在一个截止频率 当入射光的频率时 不论光的强度如何都没有光电子产生 光电子的初动能与光强无关 而与入射光的频率成正比 饱和光电流与入射光强成正比 在光的照射下 电子从金属表面逸出的现象 叫光电效应 普朗克能量子假设1900年 普朗克假设物质辐射的能量是某一个最小能量的整数倍 并引入了普朗克常数h M 普朗克 爱因斯坦光电效应方程1905年提出了光量子假说 即 一束光是一粒一粒以光速C运动的粒子流 这些粒子称为光子 光子的能量为E hv h为普朗克常数 v为光的频率 A 爱因斯坦 按光的波动理论 光的强度
2、由光振动的振幅决定 光的强度与频率无关 因此不论频率如何 只要照射时间长或光的强度大就可以产生光电效应 但实验结果表明 产生光电效应的条件却是入射光频率大于某一极限频率 与光强无关 经典的波动理论无法给出圆满的解释 爱因斯坦光电效应方程 U0为反向截止电压 当光电流为零时 用不同频率的单色光分别做光源时 实验原理 实验仪器 电压 光源 光电管 实验仪器 调节波长 调节光阑孔径 光电流输出 电压输入 实验内容 测试前准备 1 盖上光电管暗箱和汞灯的遮光盖 将光电管与汞灯距离调整并保持在30cm 接通测试仪及汞灯电源 预热约10min 2 测试仪调零 断开光电管连线 电流量程 选择在10 13A档
3、 旋转 电流调零 旋钮使 电流表 指示为零 电压调节 旋钮调节至零 1 000 000 实验内容 2 伏安曲线测量 改变电压 10 13A 365 0nm 435 8nm 578 0nm 记录电流的变化 3 4 光电流与入射光强关系测量 记录光电流的大小变化 零电流法测普朗克常数 电压调零 电流调零后重新接上 调节反向电压 使电流为零 2 2V 10 13A 所有读数必须稳定后才能记录 改变光阑孔径的大小 数据处理 1 2 伏安曲线测量 3 4 光电流与入射光强关系测量 零电流法测普朗克常数 整理表格 并将3条曲线在坐标纸上作图 坐标纸上作图 计算直线的斜率 普朗克常数以及相对误差 思考题 为什么截至电压U为负值 整理表格 并证明光强与光电流的正比关系 作图法 比值法均可 注意事项 注意 汞灯一旦开启 不要随意关闭 注意 严禁让汞光不经过滤光片直接入射光电管
