光电效应测普朗克常数（光电效应测普朗克常数实验原理）

光电效应及普朗克常量的测量实验现象

光电效应实验及其光量子理论的解释在量子理论的确立与发展上，在解释光的波粒二象性等方面都具有划时代的深远意义。利用光电效应制成的光电器件（如：光电管、光电池、光电倍增管等）在科学技术中得到广泛的应用，并且至今还在不断开辟新的应用领域，具有广阔的应用前景。

【实验目的】

1、了解光电效应基本规律；

2、用光电效应方法测量普朗克常量；

3、测定光电管的光电特性曲线。

【实验仪器】

【实验原理】

当光照在物体上时，光的能量仅部分地以热的形式被物体吸收，而另一部分则转换为物体中某些电子的能量，使电子逸出物体表面，这种现象称为光电效应，逸出的电子称为光电子。在光电效应中，光显示出它的粒子性质，所以这种现象对认识光的本性，具有极其重要的意义。

光电效应实验原理如图5-26-2所示。其中S为真空光电管，K为阴极，A为阳极。当无光照射阴极时，由于阳极与阴极之间是断路，所以检流计G中无电流流过，当用一波长比较短的

单色光照射到阴极K上时，形成光电流，光电流随加速电位差U变化的伏安特性曲线如图5-26-3所示。

1、 光电流与入射光强度的关系

光电流随加速电位差U的增加而增加，加速电位差增加到一定量值后，光电流达到饱和值，饱和电流与光强成正比，而与入射光的频率无关。实验指出，有一个遏止电位差存在，当电位差达到这个值时，光电流为零。

2、光电子的初动能与入射光频率之间的关系

实验证明：光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只与入射光频率有关。

3、光电效应有红限频率存在

不论用多强的光照射到物质都不会产生光电效应.

实验时，应根据光电管的U～I曲线的特点来选择交点法或拐点法。本实验采用的光电管，其阴极电流上升很快，反向电流较小，故采用“交点法”确定截止电压。

【实验内容与步骤】

1、测试前的准备

(1)用遮光盖挡住汞灯光源出光口，将测试仪及汞灯电源接通，预热20分钟，使其处于稳定工作状态。

(2)调节实验仪板面“电流调零”旋钮，使其显示“000.0”。每换一次量程，必须重新调零。

(3)用屏蔽电缆线将微电流输入端与K连接、电压输出端与光电管暗箱A及接地连接。

2、测量光电管的伏安特性曲线。

(1)将实验仪“电压选择”键置于“-2V～+30V”状态，将“电流量程选择”开关置于“”档。

(2)将测定仪电流输入电缆断开，调节实验仪“电流调零”旋钮，使电流显示“00.0A”，重新接上电流输入电缆线。

（3）将光阑及365.0nm的滤色片装在光电管暗盒的光输入口上，撤掉光源出光口的遮光盖。注意在此过程中必须用挡片遮一下汞灯，否则容易击穿光电效应仪。从低到高缓慢调节“-2V～+30V”电压微调旋钮，记录电流从零到非零点所对应的电压值作为第一组数据，令电压输出值缓慢由-2伏增加到+30V，-2到0之间每隔0.3V记一个电流值，0到30之间每隔2V记一个电流值。将数据记录于表5-26-1中。在伏安特性曲线转弯处应多测几组数据，以便作图。

(4)依次换上404.7nm、435.8nm、546.1nm、577.0nm的滤色片，重复步骤（1）、（2）、（3）。

3、测量普朗克常数

（1）将实验仪“电压选择”键置于“–2 V～＋2V”档，将“电流量程选择”开关置于“”档。将测试仪电流输入电缆断开，调零后重新接上。

（2）将光阑及365.0nm的滤色片装在光电管暗盒的光输入口上，撤掉光源出光口的遮光盖。注意在此过程中必须用挡片遮一下汞灯，否则容易击穿光电效应仪。

（3）从高到低调节“–2 V～＋2V”微调旋钮，用“交点法”测量该波长对应的截止电压，并将数据记录于表5-26-2中。

（4）依次换上404.7nm、435.8nm、546.1nm、577.0nm的滤色片，重复步骤（1）、（2）、（3）。

光电效应测普朗克常数实验是什么？

光电效应与普朗克的常数实验是测量实验。 实验中,用光阑的大小来模拟光强的大小,本来就是一种粗略的手段,真正的光强应该用光功率计之类的测量,而且光源也要用标准光源。

以下是光电效应的相关介绍：

光电效应是物理学中一个重要而神奇的现象。在高于某特定频率的电磁波（该频率称为极限频率threshold frequency）照射下，某些物质内部的电子吸收能量后逸出而形成电流，即光生电。

光电现象由德国物理学家赫兹于1887年发现，而正确的解释为爱因斯坦所提出。科学家们在研究光电效应的过程中，物理学者对光子的量子性质有了更加深入的了解，这对波粒二象性概念的提出有重大影响。

光照射到金属上，引起物质的电性质发生变化。这类光变致电的现象被人们统称为光电效应（Photoelectric effect）。

以上资料参考百度百科——光电效应

如何由光电效应测量普朗克常数

如何由光电效应测量普朗克常数

具体的实验器材

汞灯

镜子

测量光电效应的仪器(电流计)等

我所知道的有两种

一种是用不同透光强度的滤光镜以得到不同光强

一种是通过换不同透光镜得到不同波长的光

关键在于找到临界波长,再利用爱因斯坦光电方程以及动量与波长关系求出h

注意实际操作时要利用补偿法将误差电流消掉

否则电流计测得的数值将出现大误差

hf=W+1/2mv^2

f为光子的频率，

W为电子在该金属的逸出功，

1/2mv^2为电子逸出后的最大初动能，

可求出普朗克常数h

以上仅供参考

简述用光电效应测量普朗克常数的实验原理

这个实验一般是用光电管来完成的，原理是根据光电效应方程：hv=Ekm+W，式中v是照射到阴极材料的入射光频率，Ekm是逸出的光电子最大初动能，W是阴极材料的逸出功。

在实验中，只要把多种不同的入射光频率v和对应光电子最大初动能Ekm测量出来 ，作出Ekm——v图像，可得到一条直线，直线的斜率就是普朗克常数h。

最大初动能的测量：在光电管两端加上反向电压，从0开始慢慢增大反向电压的数值，当光电流刚好为零时，记下反向电压的数值U反，则光电子的最大初动能 Ekm=e*U反，e是电子电量。

试用公式大致表述如何由光电效应测出普朗克常数h

公式：h= ek。

光电效应，光逐出每个电子的动能Ek，Ek可表示为：Ek=hv-Φ；Φ示功函数，就是从物质表面逐出电子需要的最小能量。

以下是普朗克常数原理的相关介绍：

不确定度原理，有时又称为测不准关系，是海森伯在1927年首先提出来的。它反映了微观粒子运动的基本规律，是物理学中一个极为重要的关系。

它包括多种表示式，其中有两个是：∆x· ∆Px ≥h ，∆t ·∆E ≥h 。前一式子表明，当粒子被局限在x 方向的一个有限范围∆x 内时，它所对应的动量分量Px 必然有一个不确定的数值范围∆Px ，两者的乘积满足∆x·∆Px ≥h 。

换言之，假如x 的位置完全确定(∆x→0)，那么粒子可以具有的动量Px 的数值就完全不确定(∆Px →∞);当粒子处于一个Px 数值完全确定的状态时(∆Px →0)，我们就无法在x 方向把粒子固定住，即粒子在x 方向的位置是完全不确定的。

以上资料参考百度百科——普朗克常数