文档介绍：2为戚£ r说
大学物理实验报告
实验名称
姓名 学号
实验类型（验证性、综合性）
指导教师 _ —
上课时间 年 月 日
实验名称：智能型光电效应实验仪测普朗克常 数
实验时间:
实验地点:
小组成
2为戚£ r说
大学物理实验报告
实验名称
姓名 学号
实验类型（验证性、综合性）
指导教师 _ —
上课时间 年 月 日
实验名称：智能型光电效应实验仪测普朗克常 数
实验时间:
实验地点:
小组成员:
实验目的：
1、 了解光电效应的规律，加深对光的量子性的理解。
2、 测量普朗克常数h。
3、 描绘光电管的伏安特性曲线。
仪器、设备和材料：
ZKY-GD-4型智能光电效应实验仪，计算机
实验原理：
Ak
光电效应的实验原理如图5-5-1中的图1所示。入射光照射到光电管阴极K上，产生的光电子在电场 的作用下向阳极A迁移形成光电流，改变外加电压"，测量出光电流I的大小，便可以得出光电管的伏 安特性曲线。
光电效应的基本实验如下:
©
图5-5-1光电效应实验原理及实验曲线
⑴、对应于某一频率，光电效应的I-- U Ak关系如图5-5-1中的图2所示。从图中可见，对一定的 频率，有一电压u°与其对应，当uAk < U0时，电流为零，这个相对于阴极的负值电压，被称为截止 电压。 ° °
⑵、当UAk > U0后，电流I迅速增加，然后趋于饱和，饱和光电流Im的大小与入射光的强度成 正比。 m
⑶、对于不同频率的光，其截止电压的值不同，如图5-5-1中的图3所示。
⑷、作截止电压U。与频率u的关系曲线如图5-5-1中的图4所示。U0与u成正比关系。当入射光 频率低于某极限值U0，（u °随不同金属而异）时，不论光的强度如何，照射时间多长，都没有光电流产 生。
⑸、光电效应是瞬时效应。即使入射光的强度非常微弱，只要频率大于u，在开始照射后立即有 光电子产生，所经过的时间至多为1。-9S的数量级。
按照爱因斯坦的光量子理论，光能并不像电磁波理论所想象的那样，分布在波阵面上，而是集中 在被称之为光子的微粒上，但这种微粒仍然保持着频率（或波长）的概念，频率为U的光子具有能量 E=h u，h为普朗克常数。当光子照射到金属表面上时，一次为金属中的电子全部吸收，而无需积累 能量的时间。电子
把这些能量的一部分用来克服金属表面对它的吸引力，余下的就变为电子离开金属表面后的动能， 按照能量守恒原理，爱因斯坦提出了著名的光电效应方程：
hu = 2 mv 2 + A （5-5-1）
式中，人为金属的逸出功，1 mv2为光电子获得的初始动能。
由式5-5-1可见，入射到金属表面的光频率越高，逸出的电子动能越大，所以，即使阳极电位比阴 极电位低时也会有电子落入阳极形成光电流，直至阳极电位低于截止电压，光电流才为零，此时有关 系：
eU = - mv2 （5-5-2）
o 2
阳极电位高于截止电压后，随着阳极电位的升高，阳极对阴极发射的电子的收集作用越强，光电 流随之上升；当阳极电压高到一定程度，已把阴极发射的光电子几乎全收集到阳极，再增加Uak时I不 再变化，光电流出现饱和，饱和光电流七的大小与入射光的强度P成正比。
光子的能量加0 A时，电子不能