文档介绍：光电效应测量普朗克常量实验报告三、,可以使电子从金属表面逸出,这种现象称为光电效应。所产生的电子,称为光电子。光电效应是光的经典电磁理论所不能解释的。当金属中的电子吸收一个频率为v的光子时,便获得这光子的全部能量hv,如果这能量大于电子摆脱金属表面的约束所需要的脱出功W,电子就会从金属中逸出。按照能量守恒原理有: 上式称为爱因斯坦方程,其中m和?m是光电子的质量和最大速度,是光电子逸出表面后所具有的最大动能。它说明光子能量hv小于W时,电子不能逸出金属表面,因而没有光电效应产生;产生光电效应的入射光最低频率v0=W/h,称为光电效应的极限频率。不同的金属材料有不同的脱出功,因而υ0也是不同的。由式可见,入射到金属表面的光频率越高,逸出的电子动能必然也越大,所以即使阴极不加电压也会有光电子落入阳极而形成光电流,甚至阳极电位比阴极电位低时也会有光电子落到阳极,直至阳极电位低于某一数值时,所有光电子都不能到达阳极,光电流才为零。这个相对于阴极为负值的阳极电位被称为光电效应的截止电压。显然,有代入式,即有由上式可知,若光电子能量,则不能产生光电子。产生光电效应的最低频率是,通常称为光电效应的截止频率。不同材料有不同的逸出功,因而也不同。由于光的强弱决定于光量子的数量,所以光电流与入射光的强度成正比。又因为一个电子只能吸收一个光子的能量,所以光电子获得的能量与光强无关,只与光子ν的频率成正比,,将式改写为上式表明,截止电压是入射光频率ν的线性函数,如图2,当入射光的频率时, 截止电压,没有光电子逸出。图中的直线的斜率是一个正的常数: 由此可见,只要用实验方法作出不同频率下的通过式求出普朗克常数h。其中曲线,并求出此曲线的斜率,就可以是电子的电量。图2U0-v直线。频率为ν、强度为P的光线照射到光电管阴极上,即有光电子从阴极逸出。如在阴极K和阳极A之间加正向电压,它使K、A之间建立起的电场对从光电管阴极逸出的光电子起加速作用,随着电压的增加,到达阳极的光电子将逐渐增多。当正向电压增加到时,光电流达到最大,不再增加,此时即称为饱和状态,对应的光电流即称为饱和光电流。图3光电效应原理图由于光电子从阴极表面逸出时具有一定的初速度,所以当两极间电位差为零时,仍有光电流I存在,若在两极间施加一反向电压,光电流随之减少;当反向电压达到截止电压时,光电流为零。图4入射光频率不同的I-U曲线图5入射光强度不同的I-U曲线爱因斯坦方程是在同种金属做阴极和阳极,且阳极很小的理想状态下导出的。实际上做阴极的金属逸出功比作阳极的金属逸出功小,所以实验中存在着如下问题: (1)暗电流和本底电流。当光电管阴极没有受到光线照射时也会产生电子流,称为暗电流。它是由电子的热运动和光电管管壳漏电等原因造成的。室内各种漫反射光射入光电管造成的光电流称为本底电流。暗电流和本底电流随着K、A之间电压大小变化而变化。阳极电流。制作光电管阴极时,阳极上也会被溅射有阴极材料,所以光入射到阳极上或由阴极反射到阳极上,阳极上也有光电子发射,就形成阳极电流。由于它们的存在,使得I~U曲线较理论曲线下移,如图6所示。图6伏安特性曲线五、数据记录与处理1、零电流法测h 第一组:普朗克常数:× J·s误差% 第二组:普朗克常数:×第三组:普朗克常数:×2、补偿法测h 普朗克常数:× J·s误差% J·s误差%J·s误差% 3、伏安特性曲线见下页。六、思考讨论 1、什么是光电效应,及内,外光电效应和单光子,多光子光电效应。当一定频率的光照射到某些金属表面上时,可以使电子从金属表面逸出,这种现象称为光电效应。所产生的电子,称为光电子。常说的光电效应是外光电效应,即电子从金属表面逸出。内光电效应是光电效应的一种,主要由于光量子作用,引发物质电化学性质变化。内光电效应又可分为光电导效应和光生伏特效应。光电导效应:当入射光子射入到半导体表面时,半导体吸收入射光子产生电子空穴对,使其自生电导增大。光生伏特效应:当一定波长的光照射非均匀半导体,在自建场的作用下,半导体内部产生光电压。光电效应测普朗克常量实验报告一、实验题目光电效应测普朗克常数二、实验目的 1、通过实验深刻理解爱因斯坦的光电效应理论,了解光电效应的基本规律;2、掌握用光电管进行光电效应研究的方法; 3、学****对光电管伏安特性曲线的处理方法,并用以测定普朗克常数。三、仪器用具 ZKY—GD—3光电效应测试仪、***灯及电源、滤色片、光阑、光电管、测试仪四、实验原理 1、光电效应与爱因斯坦方程用合适频率的光照射在某些金属表面上时,会有电子从金属表面逸出,这种现象叫做光电效应,从金属表面逸出的电子叫光电子。为了解释光电效应现象,爱因斯坦