文档介绍：光电效应
实验目的
,理解爱因斯坦光电方程的物理意义。
,求普朗克常数。
原理
当某金属材料受到一定频率的光照射时,如果光子能量大于金属内电子的逸出功,自由电子吸收光子能量后,便从金属内发射出来,这就是光电效应。
实验规律:
1、只有当照射光的频率超过某一定数值时,才有光电子释放出来。若低于该频率,则无论光强多大也不可能释放出光电子来。该频率称为该物质的“红限频率”。
2、光的频率越高,被照金属发射光电子的动能也越大。
3、照射光的频率超过“红限频率”时,发射的光电子的数量(光电流)与光强成正比。
4、光电子的发射是瞬时的,一般不超过10-9秒。
爱因斯坦的理论:提出“光量子”假说--
得到光电效应方程:
式中W为电子的脱出功(对某一金属为一常数), υ为
照射光的频率,h为普朗克常数,m为电子的质量,v为
电子脱离金属后所具有的速度。该方程式就是能量守恒
定律的具体形式。
请根据光电效应方程解释光电效应的实验规律。
怎样测量普朗克常数?
测量电子动能的常用方法--反向电压法,即给电子加一个反向电场,调节反向电场两极板之间的电压,当

电子刚好不能达到阳极,电流为零。
U称为截止电压。
W=? 怎样解决?
采用不同频率的光照射,由于逸出功对同种金属来说是一个常量,在等式中可以消去。实验中用滤波片得到不同频率的单色光。
综上所述,可得:
由于该方法测量h时光电流为零,故称为零电流法。
影响测量截止电压的因素
1、导线和阴极材料之间存在着正向接触电位差
接触电位差与脱出功的关系为:

从电压表上读得的反向电压值是截止电压与的
和。是不易测出的,但由于是常数,在式子相减时被消掉。可见存在接触电位差对测h并无影响。
2、暗电流和本底电流的存在
暗电流主要是由在没有光照射时由热电子发射形成,本
底电流是由杂散光线照射引起的光电流。对于暗电流和
本底电流,可认为它等效于一个正向外加电压。如果测
量过程中外界温度不变,则此电流值大致不变,其等效
电压可为一个常数。与接触电位差所述类似,它的存在
虽然影响截止电压的测量值,但并不影响截止电压对入射
光频率关系曲线的斜率。
3、反向电流的存在
由于阳极材料上也往往溅有少量阴极材料,受光照射时也发射光电子;此外,阴极电子也有可能被阳极反射。这样在反向电压的作用下,使从阳极来的电子受到加速作用形成反向电流。由于它的存在抵消一部分正向电流,使得电流与电压的关系曲线不再象图(2)而是变成图(4)的样子。
图上的零点电流不是阴极电流为零,而是阴极电流与阳极电流的代数和为零。即是说该点所对应的电压值并不是截止电压。但由于阳极反向电流很小,在反向电压继续增大不大时就已达到饱和,所以曲线下部变成平直的。这样只要确定出曲线开始变成直线时的转变点b,就是确定了阴极电流为零的点。其所对应的反向电压正是阴极电流的截止电压。通过确定电流转变点来求h,称为拐点法。
但是,如果入射光强太弱,光电管发出的阴极光电流太小,这一转变点不易找出,影响测量的精度。拐