文档介绍：光电效应实验
第1页，共17页，编辑于2022年，星期四
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、明确的证明。
1887年，赫兹在研究紫外线对火花放电光电效应实验
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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、明确的证明。
1887年，赫兹在研究紫外线对火花放电的影响时发现了光电效应。后来勒纳德等人制作了二极管研究了这一现象。当时无法用经典理论解释。
1900年，普朗克（Max Karl Ernst Ludwig Planck, 1858—1947）提出量子假设。
1905年，爱因斯坦提出光量子概念，解释了光电效应现象。
实验历史背景及意义
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思考与讨论的问题
什么是截止频率、遏制电势差、光电管伏安特性曲线？
实验中如何确定遏制电势差值？
如何由光电效应测量普朗克常数？
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光电效应示意图
实验原理
光电效应：电子从受辐射作用的材料中释放出来的过程，叫做光电效应；发射出来的电子叫做光电子。
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光电效应
外光电效应:是指物质吸收光子并激发出自由
电子的行为。
ex:光电倍增管
内光电效应:
光电导效应：半导体材料在光照下，电子受能量大于电子禁带宽度的
光子作用激发导带，增加电导率的现象。
ex:光敏电阻
光生伏打效应： 半导体材料在pn结处形成内建电场，光照下，激发
电子在内建电场作用下形成电动势的现象。
ex:太阳能电池
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实验规律
(1)饱和光电流：
饱和光电流强度与入射光强度成正比。
(2)每个光电子的初动能 随入射
光频率提高而增大，与入射光强无关；
(3)存在截止频率：对某一种金属来说，只有当入射光的频率大于某一频率时，电子才能从金属表面逸出，电路中才有光电流，这个频率叫做截止频率。
(4)光电效应是瞬时效应。
Ua
3
1
2
U
I
Ih
0
红限频率
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爱因斯坦光电方程
爱因斯坦认为光束可以看成是由微粒构成的
粒子流，这些粒子流叫做光量子（光子）。
一个频率为 的光子具有能量
阴极金属材料的逸出功为
阴极表面电子吸收光子的能量，当 ＞
电子逸出，并具有初动能
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对光电管加反向电压，该电压减弱了逸出光电子向阳极A的运动，如反向电压逐渐增大到某值Ua，则光电子无法到达阳极A，光电流为零，而反向电压的电场力对光电子作功为eUa。
遏止
电压
光电子
实验电路图
反向开关
阳极
阴极
光束
窗口
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实验仪器
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误差分析
实测曲线
理论曲线
阳极电流：A极难免粘上阴极材料，受光照后也要发射少量光电子，构成反向电流。
漏电流：爱因斯坦方程在绝对零度下严格成立。常温下，电极会发射少量热电子，加上管壳和管座的漏电构成暗电流。
理论曲线
实测曲线
漏电流
抬头电压
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实验内容
1. 测量光电管的伏安特性曲线：
电压： －3V～＋30V，在－2V～0V多测几个点
“抬头电压”
。
，测量光强为100 ％、 75％、50％、25％时
的饱和光电流。
（电压： 15V～ 30V）
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数据处理
、～U伏