文档介绍：大学物理实验
杭州电子科技大学物理实验中心
光电效应法测定普朗克常数
前言
实验目的
实验原理
实验仪器
实验内容
注意事项
问题与讨论
19世纪末,赫兹用实验验证电磁波存在时,发现了光电效应现象,提出的辐射能量不连续的观点;1905年,爱因斯坦把他的观点应用于光辐射,提出“光量子”理论,成功地解释了光电效应的各项基本规律,建立了爱因斯坦方程;1916年密立根通过光电效应对普朗克常数的精确测量,证实了爱因斯坦方程的正确性。普朗克普朗克常数的发现,在物理学史上具有划时代的意义,它是现代物理学中负有革命性的事件。随着它的出现,物理学进入了一个新的时代。
前言
1、通过光电效应实验了解光的量子性。
2、测量光电管的弱电流特性,找到不同光频率下的
截止电压。
3、验证爱因斯坦方程,并由此求出普朗克常数。
实验目的
光电效应光照射到金属表面时,有电子从金属表面逸出的现象。
光电子逸出的电子。
光电子由K飞向A,回路中形成光电流。
V
G
A
K
+
-
R
E
+
-
光电效应实验原理图
实验原理

U0 ~n 曲线
(1)仅当r>r0(截止频率)时才发生光电效应,截止频率与材料有关,但与入射光强无关。
(2)截止电压U0 与入射光频率具有线性关系。
同一频率,不同入射光强时I~UAK曲线
(3)在同一频率下,饱和光电流强度Im 正比于入射光强P。
(4)光电效应是瞬时效应。当光照射到金属表面时,几
乎立即就有光电子逸出。
2、爱因斯坦对光电效应的解释(1905年):
光束由光子构成,频率为n的光束,光子能量为
当光子照到金属表面时,一个光子的能量一次为金属中的一个电子全部吸收,而不需积累能量的时间。
电子把这能量的一部分用来克服金属表面对它的吸引力而作功W,余下的就成为电子离开金属表面后的动能。
爱因斯坦的光电效应方程:
(1)当hn0< W 时,电子不能脱离金属,因而没有光电流产生。
(2)
由实验可确定该直线的斜率,从而算出普朗克常数h。
(由实验得)
即当n>n0 = W/h(截止频率)时才发生光电效应。
即截止电压U0 与入射光频率n 成线性关系。
(3)当频率一定时,入射光强 P 越大,光子数目越多,则单
位时间内产生光电子数目越多,饱和光电流强度就越大。
(4)当光子入射金属表面时,一个光子携带的能量 hn 一次为
一个电子全部吸收,若 n>n0 ,电子立即逸出而不需时间积累。
即在同一频率下,饱和光电流强度Im 正比于入射光强P。
即光电效应具有瞬时性。