文档介绍：光电效应实验
实验目的
,加深对光的量子性的理解。
。
方法
真空光电管内含有两个金属电极,可以由主机内部或外部的电源提供阳极与阴极之间的逆向或顺向电压。使用五种不同波长的光源分别由光电管的外部照射至阴极而释出光电子,再由阳极收集,产生微弱的光电流并量测其大小。逆向电压逐渐增加,当光电流为零时,称为截止电位。再从截止电位与光源频率的关系则可测定出普朗克常数。
原理
用单色光照射阴极,光子的能量全部传递给电子,电子应先抵达表面,再挣脱表面的束缚,然后喷出表面,奔向阳极,于是在两极之间立即产生微弱的光电流(~)。当阳极相对于阴极为正电位V,光电子加速前进,电流很快饱和;反之,当V为负值时,光电子受阻,电流降低。直到截止电位v=-v0时,光电流降为零
光电效应实验之设计可如图一所示。

由实验结果得知,如图二所示:
图二对某频率之光,电子流与电极间之电位差及光强度间之关系图
(阳极电位高于阴极时,电位差为正)
当阳极之电位低于阴极之电位,其电位差为时,流经电流计之电流为零,与照射光之强度无关,此时之电位称为截止电位,当阳极电位高于阴极时,光电子流随其电位差增大而增大而至保和状态。如图三所示:
截止电位与光频率成简单线性关系。当截止电位为零,如果光频率小于某一频率时,则无论光强度多强,也无法把电子由金属内释出,此光频率称为截止频率。
对一频率为ν之光,其光子之能量为(h为普朗克常数,h=)以频率ν之光照射金属,金属内之电子吸收了光子的能量,并克服了金属对电子之束缚能W,而由金属射出,其最大动能为
(1)
当外加于两电极之电位差为时(阳极对阴极之电位差为,),由阴极释放出之电子之动能无法克服此电位差而到达阳极,此时

或(2)
将实验所得图线的斜率乘以e即为普朗克常数。
装置
仪器
光电效应实验主机、光源装置、光源直流电源、外部直流电压源、滤光片、不同孔径遮光板(2Omm、1Omm)、9V干电池。
注意
:Altis/24W是供应光源;GWl850是供应顺向电压。另外提供一个9V的方形干电池,装进主机后方的电池槽,它供应主机的部份电力,所以在实验内容全部做完毕之后,才能够拆掉。
。然后用香蕉插头连接Atis/24W的直流电源供应器,使光源发光。
,彩色滤光片请插入「较宽」的沟槽,遮光板请插入「较窄」的沟槽,控制光频与光量。
:0~。
:0~18V,必须来自外部电源(GWI850),此时主机面板上的逆向电压之旋钮功能完全消失。
(顺向)电压值或电流值

实验步骤
一、逆向电压---干电池供电
1. 首先将遮光板的孔径为2Omm(直径最大)。红色滤光片与其他实验器材,依照注意事项组装完成。
2. 设定逆向电压值V=O、-、-...,分别记录光电流的大小I,直到I=0, 并记录截止电位。
3. 改用橙色滤光片,重复步骤2。[逆向电压值:三位有效数字]
4. 改用黄色滤光片,重复步骤2。
5. 改用绿色滤光