文档介绍：光电效应
华东理工大学物理实验中心
Albert Einstein
1879-1955
1921年诺贝尔物理学奖
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。当时无法用经典理光电效应
华东理工大学物理实验中心
Albert Einstein
1879-1955
1921年诺贝尔物理学奖
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。
一、实验历史背景及意义
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。
光电效应示意图
三、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。
光电效应
外光电效应—— 光作用下金属表面逸出电子,
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，激发子在内建电场作用下形
成电动势的现象。
ex:太阳能电池、硅光电池
【实验事实】
(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
截止频率
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
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，电极要发射少量热电子，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
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”：
、、、、。
（电压：－3V～0V）
。
，测量光强为100 ％、 75％、50％、25％时的饱和光电流。
（电压： 15V～ 30V）
数据处理
、～U伏安特性曲线。
，用图解法计算普朗克常数h，并计算与公认值的百分误差。
公认值h＝×10－34 J·s。
，并可进行展开。
由斜率可计算h
与纵轴截距可计算逸出功A
抬头电压与入射光频率关系图
实验仪器装置
光源
（高压***灯）
光电管
暗盒
滤色片
微电流测试仪
减光片
实验仪器
出射孔遮光盖
电源开关
入光孔
调节高低
实验仪器
电压输出
电压极性
电压调节
电流量程
实验仪器（减光片）
注意事项
1. 充分理解仪器使用要求和操作顺序。不
要随意拆卸电缆和导线，保证接触良好。
，保
证光电管安全，并注意保护滤色片、减光片。
，需将电压调节
为零，不允许随意改变电压量程和极性；