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光电效应讲义.docx

上传人:suijiazhuang1 2022/3/21 文件大小:118 KB

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光电效应讲义.docx

文档介绍

文档介绍:.
()
图光电效应实验原理图
实验三光电效应
1. 【实验目的】加深对光的量子性的认识。
2. 验证爱因斯坦方程,测定普朗克常数。
3. 测定光电管的伏安特性曲线。
【实验原理】
当一定频率的光照射到某些金属外时间
内所产生的光电子数目一定,而且这些电子在电场的作用下已全都跑向阳极A,从而到达饱和。我们称此时的电流为饱和电流Im。由于光电子从阴极外表逸出时具有一定的初速度,所以当两极间电势差为零时,仍有光电流I存在。假设在两极间施加一反向电压,光电流随之减小;当反向电压到达截止电压U。时,光电流为零。将式()代人式()可得eUo=hW
hWhUo=eee
上式说明,截止电压U。是入射光频率的线性函数,其直线的斜率等于
()h/e。可见,只要
用实验方法,测量不同频率光的截止电压,作出Uo-图线,如下图。从图中求得直线的斜率h,即可求出普朗克常数h。另外,从直线和横坐标的交点还可求出极限频率。
e
因此,由光电效应测定普朗克常数h的关键是正确地测定截止电压U。。需要指出的是,实际的光电管由于制作工艺等原因,给测定截止电压带来一些困难。对测量产生影响的主要因素如下:
(1) 暗电流和本底电流
光电管在没有受到光照时,也会产生电流,称为暗电流。它是由阴极在常温下的热电子发射形成的热电流和封闭在暗盒里的光电管在外加电压下因管子阴极和阳极间绝缘电阻漏电而产生的漏电流两部分组成。本底电流是周围杂散光射入光电管所致。
(2) 反向电流
由于制作光电管时阳极上往往溅有阴极材料,所以当光照到阳极上或杂散光漫射到阳极上时,阳极上也往往有光电子发射;此外,阴极发射的光电子也可能被阳极的外表所反射。当阳极A加负电势,阴极K加正电势时,对阴极K上发射的光电子而言起减速作用,而对阳极A发射或反射的光电子而言却起了加速作用,使阳极A发出的光电子也到达阴极K,形成反向电流。
I—U〕曲线与理想曲线是有区别的。
图对光电流曲线的分析
由于上述种种原因,实测的光电管伏安特性〔,虚线表示理想曲线即阴极光电流曲线,点戈U线代表影响较大的反向电流及暗电流曲线。实测曲线上每一点的电流值是以上三个电流值的代数和。显然,实测曲线上光电流I为零的点所对应的电压值并不是截止电压。,阳极光电流(即反向电流和暗电流)的存在,使阴极光电流曲线下移,实测曲线的拐点(或称抬头点)处的电压值与截止电压近似相等,可代替截止电压。因此,光电效应实验是通过找出实验伏安特性曲线的拐点来确定截止电压U。的。
1. 【仪器介绍】GD*I型光电管:阳极为镣圈,阴极为银一氧-钾(Ag-O-K),-,,暗电流为10-12a。为了防止杂散光和外界电磁场对微弱光电流的干扰,光电管安装在可升降的铝质暗盒中,暗盒窗口可以安放光阑孔和滤色片。
2. —。
3. N卵滤色片:一组有色玻璃滤色片。滤通的谱线波长分别为365nm,404nm,436nm,
546nm,577nm。
4. GP-n型微电流测量放大器:电流测量范围为10-6〜10-13a,分六档十进变换;工