文档介绍：光电效应
实验目的:
了解光电效应的规律,加深对光的量子性的理解
测量普朗克常量h。
实验仪器:
ZKY-GD-4 光电效应实验仪
1 微电流放大器 2 光电管工作电源
3 光电管 4 滤色片
5 ***灯
实验原理:
原理图如右图所示:入射光照射到光电管阴极K上,产生的光电子在电场的作用下向阳极A迁移形成光电流。改变外加电压VAK,测量出光电流I的大小,即可得出光电管得伏安特性曲线。
1)对于某一频率,光电效应I-VAK关系如图所示。从图中可见,对于一定频率,有一电压V0,当VAK≤V0时,电流为0,这个电压V0叫做截止电压。
2)当VAK≥V0后,电流I迅速增大,然后趋于饱和,饱和光电流IM的大小与入射光的强度成正比。
3)对于不同频率的光来说,其截止频率的数值不同,如右图:
4) 对于截止频率V0与频率ν的关系图如下所示。V0与ν成正比关系。当入射光的频率低于某极限值ν0时,不论发光强度如何大、照射时间如何长,都没有光电流产生。
5)光电流效应是瞬时效应。即使光电流的发光强度非常微弱,只要频率大于ν0,在开始照射后立即就要光电子产生,所经过的时间之多为10-9s的数量级。
实验内容及测量:
1 将4mm的光阑及365nm的滤光片祖昂在光电管暗箱光输入口上,打开***灯遮光盖。从低到高调节电压(绝对值减小),观察电流值的变化,寻找电流为零时对应的VAK值,以其绝对值作为该波长对应的V0值,测量数据如下:
波长/nm
365

577
频率/×1014Hz

截止电压/V

频率和截止电压的变化关系如图所示:
由图可知:直线的方程是:y=- 所以: h/e=×10-14 ,
h=×10-19××10-14=×10-34J·s
当y=0,即V0=0V时,ν=÷=×1014Hz ,×1014Hz。也就是说,如果入射光如果频率低于上值时,不管光强多大也不能产生光电流;频率高于上值,就可以产生光电流。
根据线性回归理论:
k=v∙V0-v∙V0v2-v2
可得:k=,与EXCEL给出的直线斜率相同。
我们知道普朗克常量h0=×10-34J∙s, 所以,相对误差:
E=h-h0h0=-
2 测量光电管的伏安特性曲线

实验数据如下表所示:
4mm光阑 I-VAK的关系
VAK
I
VAK
I
VAK
I
VAK
I
VAK
I
VAK
I

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