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南昌大学物理实验报告
学生姓名：学号：专业班级：材料 124 班
实验时间：10 时 00 分第十一周星期四座位号：28
一、实验名称：光电效应
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、实验仪器：
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，爱因斯坦提出
了 “光量子 ”的概念，认为对于频率为的光波，每个光子的能量为 E h ，其中
h= 10 34 J s 为普朗克常数。
按照爱因斯坦的理论，光电效应的实质是当光子和电子相碰撞时，光子把全部能量
传递给电子，电子所获得的能量，一部分用来克服金属表面对它的约束，其余的能量则
成为该光电子逸出金属表面后的动能。爱因斯坦提出了著名的光电方程：
h 1 m 2 W （ 1）
2
式中，为入射光的频率， m 为电子的质量，为光电子逸出金属表面的初速度， W 为被
光线照射的金属材料的逸出功，1/2 mv 2为从金属逸出的光电子的最大初动能。
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 U 0 被称为光电效应的截止电压。
显然，有 eu 0-1/2mv 2=0 （2）代入上式
即有
h e U0 W （3）
由上式可知，若光电子能量 h+ W ，则不能产生光电子。产生光电效应的最低频率是
0=W/h ，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 0也不同。由
. 学****参考 .
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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，只与光子的频率成正
比，，将（3）式改写为
U 0 h
W
h (
0 )
e
e
e
上式表明 , 截止电压 U 0 是入射光频率的线性函数，如图 2，当入射光的频率 = 0
时，截止电压 U 0
0
，没有光电子逸出。图中的直线的斜率 k=h/e 是一个正的常数：
h ek
（5）
由此可见，只要用实验方法作出不同频率下的
U0 - 曲线，并求出此曲线的斜率，就