文档介绍：实验四光　电效　应
在物理学史上,光电效应现象的发现,对光的本性----——波粒二象性的认识，具有极为重要的意义,它给量子论以直观,明确的论证。光电效应有助于学****和理解量子理论。
【实验目的】
了解光的量子性,光电效应的规律,加深对光的量子性的理解.
验证爱因斯坦方程,并测定普朗克常数ｈ。
学****作图法处理数据。
【实验仪器】
光源
用高压***灯做光源，配以专用镇流器，光谱范围为3２０．3nｍ~872。、404。7ｎｍ、43５。8nｍ、546。1nm、５7７。0nm共五条强线谱线.
滤光片
滤光片的主要指标时半宽度和透过率。透过某种谱线的滤光片不允许其附近的谱线透过(我们精心设计制作了一组高性能的滤光片，保证了在测量某一谱显时无其他谱线干扰，避免了谱线相互干扰带来的测量误差）。高压***灯发出的可见光中，强度较大的谱线有5条,仪器配以相应的5种滤光片。
3、光电管暗盒
采用测h专用光电管，由于采用了特殊结构，使光不能直接照射到阳极，由阴极发射照到阳极的光也很少，加上采用新型的阴、阳极材料及制造工艺,使得阳极反向电流大大降低,暗电流也很低(≤2×10—12Ａ）.
4、微电流测量仪
在微电流测量中采用了高精度集成电路构成电流放大器，对测量回路而言,放大器近似于理想电流表,对测量回路无影响，使测量仪具有高灵敏度（电流测量范围10－1８～1０-１3A）搞稳定性（%）,从而使测量精度、。
光电管工作电源
普朗克常数测量仪提供了两组光电管工作电源（—2～+２V,－2～＋30Ｖ），连续可调,%，，电压值由三位半LＥD数显.
【实验原理】
光电效应实验原理如图１所示:其中Ｓ为真空光电管,K为阴极,Ａ为阳极，当无光照射阴极时，由于阴极与阳极是断路,所以检流计G中无电流通过，当用一波长比较短的单色光照射到阴极Ｋ上时，将形成光电流，光电流随加速电位差U变化的伏安特性曲线如图2所示.
ﻩ光电流随加速电位差U的增加而增加,加速电位差增加到一定量值后,光电流达到饱和值IＨ，饱和电流与光强成正比，而与入射光的频率无关。当UA=UＡ—UK变成负值时，，有一个遏制电位差Ua存在，当电位差达到这个值时,光电流为零.
U
Ua 0
I
IH
图2光电流与入射光强度的关系
光电子的初动能与入射光频率之间的关系
光电子从阴极逸出时,具有处动能，在减速电压下,光电子逆着电场力方向由K极向A极运动，当U=Ua时,光电子不再能达到Ａ极,光电流为零,所以电子的初动能等于它克服电场力所做的功，即:
　　　　　（1)
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
根据爱因斯坦关于光的本性的假设，光是一粒一粒运动着的粒子流,这些光粒子称为光子，每一光子的能量为E=ｈv，其中ｈ为普朗克常量，v为光波频率，所以不同频率的光波对应光子的能量不同,光电子吸收了光子的能量hv之后，一部分消耗于克服电子的逸出功A，另一部分转换为电子动能,由能量守恒定律可知：
　　　　　　（2）　
　　　　　　　　　　　　　　
式(２)称为爱因斯坦光电效应方程。
由此可见，光电子的初动能与入射光频率v呈线性关系,而与入射光的强度无关。
光电效应有光电阈存在
实验指出，当光的频率V〈Ｖ0时，不论用多强的光照射到物质都不会产生光电效应，根据式(2），Ｖ0=A/h，V０称为红限.
爱因斯坦光电效应方程同时提供了测量普朗克常数的一种方法：由式（1）和(２）可得:　，　当用不同频率（V1,V2，V3 Ｖn)的单色光分别作光源时,就有：　　　　　　　　
　　　　　　,
　　　　　　， ……．。.，
　　　　　　　　　　　
任意联立其中两个方程就可得到：
　　　　　　（3)
　　　　　　　　　
由此若测定了两个不同频率的单色光所对应的遏止电位差即可算出普朗克常数h，也可由V-U直线的斜率求出h