文档介绍：前言量子论是近代物理的基础之一,而光电效应可以给量子论以直观、鲜明的物理图像,随着科学技术的发展,光电效应已广泛用于工农业生产、国防和许多科技领域。普朗克常数(公认值h=×10-.)是自然科学中一个很重要的常数,它可以用光电效应法简单而又准确地求出,所以,进行光电效应实验并通过实验求取普朗克常数有助于学生理解量子理论和更好地认识h这个常数。1887年H·赫兹在验证电磁波存在时意外发现,一束光照射到金属表面,会有电子从金属表面逸出,这个物理现象被称为光电效应。1888年以后,W·哈耳瓦克期、A·T斯托列托夫、P·勒纳德等人对光电效应作了长时间地研究,并总结了光电效应的基本实验事实:(1)光电流与光强成正比;(2)光电效应存在一个截止频率,当入射光的频率低于某一阈值υ0时,不论光的强度如何,都没有光电子产生;(3)光电子的动能与光强无光,但与入射光的频率成正比;(4)光电效应是瞬时效应,一经光线照射,立刻产生光电子,停止光照,即无光电子产生。一、,了解光电效应的规律和光的量子性。,找出不同光频率下的截止电压。,并验证爱因斯坦方程进而求出普朗克常数。二、-1型普朗克常数测定仪微电流测试仪;-1型普朗克常数测定仪测试台。三、实验原理爱因斯坦认为从一点发出的光,不是按麦克斯韦电磁学说指出的那样以连续分布的形式把能量传播到空间,而是以hυ为能量单位(光量子)的形式一份一份地向外辐射,至于光电效应,是具有能量hυ的一个光子作用于金属中的一个自由电子,并把它的全部能量都交给这个电子而造成的。如果电子脱离金属表面所需的能量为W的话,则由光电效应中被光电打出来的电子的动能为:E=hυ-W 或mv2/2=hυ-W(1)式中:h--普克朗常数:×10---入射光的频率m--电子的质量v--光电子逸出金属表面时的初速度W--受光线照射的金属材料的逸出功(或功函数)在(1)式中,mv2/2是没有受到空间电荷阻止,从金属中逸出的电子的最大初动能。由(1)式可见,入射到金属表面的光频率越高,逸出来的电子最大初动能必然也越大(如图1、d)。正因为光电子具有最大初动能,所以既使阳极不加电压也会有光电子落入而形成光电流,甚至阳极电位低于阴极电位低时,也会有光电子落到阳极,直到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。(如图1、a)。这个相对于阴极为负值的阳极电位US被称为光电效应的截止电位(或称作截止电压)。显然此时有eUs-1/2mv2=0(2)代入(1)式即有eUs=hυ-W(3)由于金属材料的逸出功W是金属的固有属性,对于给定的金属材料W是一个定值,它与入射光的频率无关。令WS=hυ0,υ0—截止频率;即具有截止频率υ0的光子恰恰具有逸出功WS而没有多余的动能。将(3)式改写为US=hυ/e–WS/e=h(υ-υ0)(4)(4)式表明,截止电位US是入射光频率υ的线性函数。当入射光的频率υ=υ0时,截止电压US=0时,没有光电子逸出。(图1-c)上式的斜率K=h/e是一个正常数。于是可写成:h=ek(5)可见,只要用实验方法作出不同频率下的US-υ曲线,并求出此曲线的斜率K