文档介绍：【预****重点】了解前人研究光电效应进程中的思维精华。体会数值微商法的应用意图,弄清怎样计算,怎样作图。复****直线拟合;了解曲线族的应用。【实验目的】本实验令不同频率的单色光依次入射同一光电管,测绘伏安特性曲线族,用数值微商法确定不同光频的遏止电势差,经曲线族变换获得遏止电势差—光频曲线,以此验证爱因斯坦方程并求普朗克常数。【学史背景】光电效应作为信号转换的一种重要方式,已制成光电管、光电倍增管等器中,广泛地应用在工农业生产、科教文卫和国防建设众多领域中。但这绝不是光电效应的全部价值。更重要的是发现光电效应的过程本身,它曾经把人类认识自然的能力提升到一个崭新高度,有力地推动了近代物理学的创立和发展。19世纪末,理论物理学者普朗克(MaxKarlErnstLudwigPlanck,1858—1947)在前人的基础上研究黑体辐射。1900年12月14日,他在德国物理学会例会上宣读论文《关于正常光谱的能量分布定律》,公然挑战有史以来默认物理量可以连续变化的常规,提出石破天惊的能量量子化假设,拉开人类揭示微观世界跳跃式变化规律的序幕。以其姓氏命名的普朗克常数,连同1900年12月14日这个非凡的日子一起载入量子论创立发展史册,普朗克本人荣膺1918年度诺贝尔物理奖。普朗克量子假说最初并未引起太多注意,充其量被当作局限于个别问题侥幸成功的一个经验公式。首先意识到深刻内涵并推动量子论发展的人是青年学者爱因斯坦(AlbertEinstein,1879—1955)。爱因斯坦1905年在《关于光的产生和转化的一个试探性观点》一文中高屋建瓴,把普朗克量子假说推广到光辐射,发展为光量子(光子)概念,精辟解释了此前已由赫兹、勒纳德等人研究发现的光电效应奇特现象。当时,包括普朗克本人在内的许多物理学家都认为爱因斯坦走得太远,太过分了。实验物理学者密立根(RobertAndrewsMillikan,1868—1953)抱着否定态度开展了杰出的试验研究,他甚至把旋转式微型剃刀装进真空光电管中,以便随时清除电极表面的氧化膜。密立根1916年发表的实验结果把赞成票转而投向爱因斯坦。爱因斯坦和密立根分别于1921年和1923年获得诺贝尔物理奖,他们的不朽业绩和科学风范永远昭示后人。因研究阴极射线获1905年度诺贝尔物理奖的勒纳德发明了一种光电管,实际上就是真空三极管的雏型,为他人的研究提供了良好借鉴。人们公认勒纳德是一位卓越的科学家,但他本人仍觉得被忽视了。勒纳德后来追随纳粹,攻击相对论,在科学史上留下一笔遗憾。【实验原理】:(1)仅当光频高于某一阈值时,才能从金属表面打出光电子;(2)单个光电子的动能随光频提高而增大,与入射光强无关;(3)单位时间内产生光电子的数目仅与入射光强有关,与光频无关;(4)光电效应是瞬时完成的,电子吸收光能几乎不需要积累时间。经典物理学无论如何也解释不了上述现象,爱因斯坦利用光子假说作出了清晰的说明。他指出,入射光其实就是单粒能量=h的光子流。这种光子在运动中并不瓦解,而是在一瞬间整个地被吸收或被发射。电子吸收光子后,如果动能仍小于金属的逸出功(功函数),即h<W,则不可能脱离金属表面成为光电子;满足h=W的光频0叫做该种金属的光电效应截止频率(红限),它激发的光电子刚好脱离金属表面而无剩余动能;