普朗克常数测量的实验.doc

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普朗克常数测量的实验
一、实验仪器
GD-4型智能光电效应(普朗克常数)实验仪(由光电检测装置和实验仪主机两部分组成)
光电检测装置包括：光电管暗箱GDX-1，高压***灯箱GDX-2；高压***灯电源GDX-3和实验基准平台GDX-4。
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。
图（1）
三、实验原理
1、普朗克常数的测定
根据爱因斯坦的光电效应方程：
（1）
(其中：是电子的动能，是光子的能量，是光的频率，是逸出功,是普朗克常量。)
是材料本身的属性，所以对于同一种材料是一样的。当光子的能量时不能产生光电子，即存在一个产生光电效应的截止频率（）
实验中：将和间加上反向电压(接负极),,到达阳极的光电子的数目相应减少,光电流减小。当时，光电流降为零，此时光电子的初动能全部用于克服反向电场的作用。即
（2）
图（2）
这时的反向电压叫截止电压。入射光频率不同时，截止电压也不同。将（2）式代入（1）式，得
（3）
（其中）式中都是常量，对同一光电管也是常量，实验中测量不同频率下的，做出曲线。在（3）式得到满足的条件下，这是一条直线。
若电子电荷，由斜率可以求出普朗克常数。由直线上的截距可以求出溢出功，由直线在轴上的截距可以求出截止频率。如图（2）所示。
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2、测量光电管的伏安特性曲线
在照射光的强度一定的情况下，光电管中的电流与光电管两端的电压之间存在着一定的关系。
四、实验内容
1、将仪器的连线接好；
2、经老师确认后，接通电源预热仪器20分钟；
3、熟悉仪器，进行一些简单的操作，并将仪器调零；
4、普朗克常数的测定
选定某一光阑孔径为的光阑（记录其数值），在不改变光源与光电管之间的距离的情况下，选用不同滤色片（分别有为400nm，430nm，460nm，490nm，520nm），调节光电管两端的电压，使得光电管中的电流为0，将此时光电管两端