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普朗克常数测定仪的应用教案.docx

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普朗克常数测定仪的应用教案.docx

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普朗克常数测定仪的应用教案.docx

文档介绍

文档介绍:普朗克常数测定仪的应用 (综合性实验)
一、教学目的:
1、 仪器的独立操作、实验思路、方法的设计等;
2、 普朗克常数的测定;
3、 验证光电效应现象、光电效应基本规律、爱因斯坦光电效应方程、光电效应的研究(选作);
4、 学****s (A) 为光照射的金属材料的逸出功。
由(1)式得:
其中:
A = hvQ
eUs ——mv = 0
2
上式表明,截止电压-是入射光频率V的线性函数。当入射光的频率v = *时,截止电压
k = h
U、=0,没有光电子逸出,上式的斜率一 e是一个常数。可见,只要用实验方法作出不同频率下
的截止电压以与入射光频率v的关系曲线一一直线,并求出此直线的斜率k,就可以通过此式 h
=?求出普朗克常数力的数值(电量e = —2库仑)
3、实验内容:
本实验的关键是正确确定截止电位差,作出的〜V图。至于在实际测量中如何正确地确定遏止 电位差,还必需根据所使用的光电管来决定。下面就专门对如何确定遏止电位差的问题作一简要的 分析与讨论。
遏止电位差的确定:如果使用的光电管对可见光都比较灵敏,而暗电流也很小。由于阳极包围 着阴极,即使加速电位差为负值时,阴极发射的光电子仍能大部分射到阳极。阳极材料的逸出功又 很高,可见光照射时是不会发射光电子的,其电流特性曲线如图36-4所示,图中电流为零时的电 位就是遏止电位差协。
然而,光电管在制造过程中,工艺上很难保证阳极不被阴极材料所污染(这里污染的含义是: 阴极表面的低逸出功材料溅射到阳极上),而且这种污染还会在光电管的使用过程中日趋加重。被 污染后的阳极逸出功降低,当从阴极反射过来的散射光照到它时,便会发射出光电子而形成阳极光 电流。实验中测得的电流特性曲线,是阳极光电流和阴极光电流迭加的结果,如图36-5的实线所示。
由图36-5可见,由于阳极的污染,实验时出现了反向电流。特性曲线与横轴交点的电流虽然等 于“0”,但阴极光电流并不等于“0”,交点的电位差仍也不等于遏止电位差 吻。两者之差由阴极 电流上升的快慢和阳极电流的大小所决定。如果阴极电流上升越快,阳极电流越小,吻'与的之 差也越小。从实际测量的电流曲线上看,正向电流上升越快,反向电流越小,则%'与协之差也 越小。
由图36-5我们可以看到,由于电极结构等种种原因,实际上阳极电流往往饱和缓慢,在加速电 位差负到佑时,阳极电流仍未达到饱和,所以反向电流刚开始饱和的拐点电位差吻”也不等于截 止电位差的。两者之差视阳极电流的饱和快慢而异。阳极电流饱和得越快,两者之差越小。若在负 电压增至的之前阳极电流已经饱和,则拐点电位差就是遏止电位差仍。
总而言之,对于不同的光电管应该根据其电流特性曲线的不同采用不同的方法来确定其遏止电 位差。假如光电流特性的正向电流上升得很快,反向电流很小,则可以用光电流特性曲线与暗电流 特性曲线交点的电位差协'近似地当作遏止电位差橇(交点法)。若反向特性曲线的反向电流虽然 较大,但其饱和速度很快,则可用反向电流开始饱和时的拐点电位差Va"当作截止电位差协(拐 点法)。
4、 实验仪器
GD-III型光电效应实验仪、光源:低压***灯(可用谱线:365. Onm、404. 7nm、435. 8nm、491. 6nm、 546. Inm、577.