基于MATLAB的普朗克常数测定的数据处理
利用Matlab 的图形处理功能，拟合出光电效应中的伏安特性曲线，从曲线中实时采集“抬头点”，快捷、准确的求出普朗克常数。
利用光电效应测普朗克常数是一种最简便有效的方法［1］。在光电效应现象中，由于反向电流的影响，实际测得的伏安特性曲线（即i～u曲线）并不是与横向坐标轴相交而终止，而是在负方向出现一个饱和值，截止电压ua就是曲线中电流开始变化的“抬头点”对应的电压值。由于截止电压与入射光的频率成线性关系，因此入射光的频率不同，截止电压也不同。ua=k（v－v0 ），其中v0为金属材料发生光电效应的截止频率，k 为ua ~v 图线的斜率。根据爱因斯坦光电效应方程有h=ek，利用该原理可测量普朗克常数h。
在具体实验中，通过更换滤色片，测量不同频率入射光的i～u 数据，作出对应的i～u 曲线，从曲线上确定“抬头点”，得到一组不同频率下的截止电压，再作ua ~v 图线，求出斜率k，即可得到普朗克常数h。根据测量数据作i～u 曲线时，人工画图随意性较大，作图时往往会改变作图比例，作图繁复［2］，且缺乏对数据进一步的分析和处理。在实验数据处理时使用Matlab 软件，可拟合出比较准确的i～u 曲线，利用ginput 函数从i～u 曲线中采集“抬头点”。对不同频率i～u 曲线均做相同处理，可得到一组ua ~v 数据，利用polyfit 函数可快捷、准确的求出ua ~v 图线的斜率，进而求得普朗克常数。
1 拟合i～u 曲线
在实验中，由于有五种不同频率（或波长）的光，下面以365nm 波长的为例，给出程序代码。
subplot（2，3，1）%采用子图函数，确定图形输出位置
u=-2.10:0.10:-0.80；% u 表示电压，单位：V
i=［-2.0，-2.0，-1.9，-1.8，-1.5，-0.9，0，1.5，3.7，6.7，10.5，14.6，19.6，
25.6］；% i 表示电流，单位：（e-10）A
p=polyfit（u，i，n）；
y=polyval（p，u）；
plot（u，i，'or'，u，y）；%绘制i～u 曲线
grid on；
xlabel（' 电压（V）'）；
ylabel（' 电流（×10^｛-10｝A）'）；
title（'i～U 曲线（365.0nm）'）；
hold on；
［ua（1），ia（1）］=ginput（1）；%采集抬头点坐标
plot（ua（1），ia（1），'k^'）；%在i～u 曲线中标出抬头点
legend（' 实验数据'，' 拟合曲线'，' 抬头点'，position）；
对五种波长的光，均有n=6（拟合级次），position=2（图注位置）。代码运行后，绘制出iu 曲线，此时鼠标变成“＋”形状，利用鼠标在曲线上点击选取“抬头点”（选点时，可先将图形窗口最大化），ginput 函数获取“抬头点”坐标值并储存到相应数组中。
2 计算斜率k
利用前面得到的截止电压数据，与入射光频率对应，采用polyfit函数，对ua~v 数据进行拟合，得到斜率k。下面是该部分程序代码。
subplot（2，3，6）
v=［8.22，7.41，6.88，5.49，5.20］；%v 为入射光频率，单位（e+14）Hz
ua=-ua；%考虑到截止电压的定义，ua 转换为正值
p=polyfit（v，ua，1）；
y=polyval（p，v）；
plot（v，ua，'or'，v，y）；
grid off；
xlabel（'\nu（×10^｛14｝Hz）'）；
ylabel（'Ua（V）'）；
title（'Ua～\nu 曲线'）；
k=p（1）；
h=p（1）*16；%把h 以（e-34）JS 的形式显示
txt=｛［'k='，num2str（k），'×10^｛-14｝V\cdots'］，...
［'h='，num2str（h），'×10^｛-34｝J\cdots'］｝；
text（v（5），ua（2），txt）；
3 结果分析
程序运行后，结果如图所示。ua~v 图线中的k 和h 是利用text 函数标注出来，便于实时观察结果。另外，还可利用disp［v'，ua'］语句显示与各入射光频率对应的截止电压，便于对实验数据进一步的分析和处理。实验测得的普朗克常数h＝6．6248×10-34J·s，与公测值比较，百分误差为0.012％，结果较为理想。
4 小结
Matlab 图形与计算功能强大，处理物理实验数据精度高，效果好，还可将学生从繁复的手工数据处理中解脱出来，使其把主要的精力都用在理解实验本身蕴含的物理思想上，给学生更多的思考空间。
速率常数与化学平衡常数综合分析
速率常数与化学平衡常数综合分析 1．T 1温度时在容积为2 L 的恒容密闭容器中发生反应：2NO(g)＋O 2(g) 2NO 2(g) ΔH <0。 实验测得：v 正＝v (NO)消耗＝2v (O 2)消耗＝k 正c 2(NO)·c (O 2)，v 逆＝v (NO 2) 消耗＝k 逆c 2(NO 2)，k 正、k 逆 为速率常数，只受温度影响。不同时刻测得容器中n (NO)、n (O 2)如表： 时间/s 0 1 2 3 4 5 n (NO)/mol 1 0.6 0.4 0.2 0.2 0.2 n (O 2)/mol 0.6 0.4 0.3 0.2 0.2 0.2 (1)T 1温度时，k 正 k 逆 ＝______________。 (2)若将容器的温度改变为T 2时，其k 正＝k 逆，则T 2_______(填“>”“<”或“＝”)T 1。 答案 (1)160 (2)> 解析 (1)根据v 正＝v (NO)消耗＝2v (O 2)消耗＝k 正c 2(NO)·c (O 2)，得出k 正＝v (NO )消耗 c 2(NO )·c (O 2)，根据v 逆 ＝v (NO 2)消耗＝k 逆 ·c 2(NO 2)，得出k 逆 ＝ v (NO 2)消耗c 2(NO 2)，因为v (NO)消耗＝v (NO 2 )消耗，所以k 正 k 逆 ＝c 2(NO 2) c 2(NO )·c (O 2)＝K ，表格中初始物质的量：n (NO)＝1 mol ，n (O 2)＝0.6 mol ，体积为2 L ，则列 出三段式如下： 2NO(g)＋O 2(g) 2NO 2(g) 始/mol·L － 1 0.5 0.3 0 转/mol·L － 1 0.4 0. 2 0.4 平/mol·L －1 0.1 0.1 0.4 K ＝c 2(NO 2)c 2(NO )·c (O 2)＝0.420.12×0.1 ＝160。 (2)若将容器的温度改变为T 2时，其k 正＝k 逆，则K ＝1＜160，因反应：2NO(g)＋O 2(g)2NO 2(g) ΔH ＜0，K 值减小，则对应的温度增大，即T 2＞T 1。 2．顺-1,2-二甲基环丙烷和反-1,2-二甲基环丙烷可发生如下转化： 该反应的速率方程可表示为v (正)＝k (正)c (顺)和v (逆)＝k (逆)c (反)，k (正)和k (逆)在一定温度时为常数，分别称作正、逆反应速率常数。回答下列问题：
光电效应测普朗克常数-实验报告要点
光电效应测普朗克常数-实验报告要点
综合、设计性实验报告 年级***** 学号********** 姓名**** 时间********** 成绩_________
一、实验题目 光电效应测普朗克常数 二、实验目的 1、通过实验深刻理解爱因斯坦的光电效应理论，了解光电效应的基本规律； 2、掌握用光电管进行光电效应研究的方法； 3、学习对光电管伏安特性曲线的处理方法，并用以测定普朗克常数。 三、仪器用具 ZKY—GD—3光电效应测试仪、汞灯及电源、滤色片（五个）、光阑（两个）、光电管、测试仪 四、实验原理 1、光电效应与爱因斯坦方程 用合适频率的光照射在某些金属表面上时，会有电子从金属表面逸出，这种现象叫做光电效应，从金属表面逸出的电子叫光电子。为了解释光电效应现象， 爱因斯坦提出了“光量子”的概念，认为对于频率为的光波，每个光子的能 量为 式中，为普朗克常数，它的公认值是=6.626 。 按照爱因斯坦的理论，光电效应的实质是当光子和电子相碰撞时，光子把全部能量传递给电子，电子所获得的能量，一部分用来克服金属表面对它的约束，其余的能量则成为该光电子逸出金属表面后的动能。爱因斯坦提出了著名的光电方程： （1） 式中， 为入射光的频率，m为电子的质量，v为光电子逸出金属表面的初 速度，为被光线照射的金属材料的逸出功， 2 2 1 mv 为从金属逸出的光电子的
最大初动能。 由（1）式可见，入射到金属表面的光频率越高，逸出的电子动能必然也越大，所以即使阴极不加电压也会有光电子落入阳极而形成光电流，甚至阳极电位比阴极电位低时也会有光电子落到阳极，直至阳极电位低于某一数值时，所有光电子都不能到达阳极，光电流才为零。这个相对于阴极为负值的阳极电位0 U 被称为光电效应的截止电压。 显然，有 （2） 代入（1）式，即有 （3） 由上式可知，若光电子能量W h <γ，则不能产生光电子。产生光电效应的最 低频率是h W = 0γ，通常称为光电效应的截止频率。不同材料有不同的逸出功， 因而 0γ也不同。由于光的强弱决定于光量子的数量，所以光电流与入射光的强 度成正比。又因为一个电子只能吸收一个光子的能量，所以光电子获得的能量与光强无关，只与光子γ的频率成正比，，将（3）式改写为 （4） 上式表明，截止电压 U 是入射光频率γ的线性函数，如图2，当入射光的频 率 0γγ=时，截止电压00=U ，没有光电子逸出。图中的直线的斜率 e h k = 是一 个正的常数： （5） 由此可见，只要用实验方法作出不同频率下的 γ -0U 曲线，并求出此曲线的 斜率，就可以通过式（5）求出普朗克常数h 。其中 是电子的电 量。
电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数数据处理
【数据处理】 ① 25℃的反应速率常数k T 1，将实验数据及计算结果填入下表： 恒温温度=24.9℃ 0κ=1.994m s ·cm -1 V 乙酸乙酯=10.00mL [乙酸乙酯]=0.0200mol/L V NaOH =10.00mL [NaOH]=0.0200mol/L c 0=0.5×0.0200=0.01mol/L t/min t κ/ms ·cm -1 t t 0κκ-/ms ·cm -1·min -1 2 1.835 0.159 0.079500 4 1.759 0.235 0.058750 6 1.675 0.319 0.053167 8 1.602 0.392 0.049000 10 1.542 0.452 0.045200 12 1.49 0.504 0.042000 14 1.444 0.55 0.039286 16 1.404 0.59 0.036875 18 1.368 0.626 0.034778 20 1.335 0.659 0.032950 22 1.306 0.688 0.03127 3 2 4 1.281 0.713 0.029708 26 1.259 0.73 5 0.028269 28 1.237 0.757 0.02703 6 30 1.217 0.777 0.025900 图1：25℃t κ- t t 0κκ- 由于第一个数据偏离其它数据太多，有明显的误差，所以舍去。
数据处理： t κ对 t t 0κκ-作图,求出斜率m ，并由 0kc 1 m = 求出速率常数. 直线公式：y=16.616x + 0.7888 R 2=0.9998 m=16.616，k T 1=1/(mc 0)=1/(16.616*0.01)mol ·L -1·min= 6.02L/(mol ·min) 文献参考值：k （298.2K ）=（6±1）L/(mol ·min) ② 用同样的方法求37℃的反应速率常数k T 2，计算反应的表观活化能Ea ： 恒温温度=35.0℃ 0κ=2.27ms ·cm -1 V 乙酸乙酯=10.00mL [乙酸乙酯]=0.0200mol/L V NaOH =10.00mL [NaOH]=0.0200mol/L c 0=0.5×0.0200=0.0100mol/L 实验数据记录及处理表2：
普朗克常数测量的实验
普朗克常数测量的实验 一、实验仪器 GD-4型智能光电效应(普朗克常数)实验仪(由光电检测装置和实验仪主机两部分组成) 光电检测装置包括：光电管暗箱GDX-1，高压汞灯箱GDX-2；高压汞灯电源GDX-3和实验基准平台GDX-4。 二、实验目的 1、通过实验深刻理解爱因斯坦的光电效应理论，了解光电效应的基本规律； 2、掌握用光电管进行光电效应研究的方法； 3、学习对光电管伏安特性曲线的处理方法，并用以测定普朗克常数。 三、实验原理 1、普朗克常数的测定 根据爱因斯坦的光电效应方程： P s E hv W =- （1） (其中：P E 是电子的动能，hv 是光子的能量，v 是光的频率，s W 是逸出功, h 是普朗克常量。) s W 是材料本身的属性，所以对于同一种材料s W 是一样的。当光子的能量s hv W <时不能产 生光电子，即存在一个产生光电效应的截止频率0v （0/s v W h =） 实验中：将A 和K 间加上反向电压KA U (A 接负极),它对光电子运动起减速作用.随着反向电压KA U 的增加,到达阳极的光电子的数目相应减少,光电流减小。当KA s U U =时，光电流降为零，此时光电子的初动能全部用于克服反向电场的作用。即 s P eU E = （2） 这时的反向电压叫截止电压。入射光频率不同时，截止电压也不同。将（2）式代入（1）式， 得 0s h U v v e =-（） （3） （其中0/s v W h =）式中h e 、都是常量，对同一光电管0v 也是常量，实验中测量不同频率下的s U ，做出s U v -曲线。在（3）式得到满足的条件下，这是一条直线。 若电子电荷e ，由斜率h k e = 可以求出普朗克常数h 。由直线上的截距可以求出溢出功s W ，由直线在v 轴上的截距可以求出截止频率0v 。如图（2）所示。
一级反应速率常数测量
一级反应速率常数测量 一、 实验原理 1. 蔗糖水解反应是典型的一级，是一个准一级反应而已。 C 12H 22O 11＋H 2O （酸催化）＝ C 6H 12O 6（葡萄糖）＋C 6H 12O 6（果糖） 本是二级反应，由于水是大量的， 成为准一级反应。 －dc/dt ＝k 1c 积分： lnc ＝ k 1t ＋ B 或 lnc 0/c ＝ k 1t 2. 旋光度α与浓度的关系。 20℃时，蔗糖的比旋光度〔α〕＝66.6°；葡萄糖比旋光度〔α〕＝52.5°； 果糖的比旋光度〔α〕＝－91.9° 蔗糖水解反应，开始体系是右旋的角度大，随反应进行，旋光角度减少，变成左旋。旋光角度α与浓度关系式：α＝〔α〕Lc L 是旋光管长度，〔α〕仅与温度有关，当温度，旋光管长度一定，α与浓度c 成正比。可写成 α＝Kc 3 .用α表示的一级反应动力学方程： A ――→ B ＋ D t=0 C 0 α0＝K A C 0 （1） t=t CA C B ＝C 0－C A ； C D ＝C 0－C A αt ＝αA ＋αB ＋αD ＝K A C A ＋（K B ＋K D ） （C B ＋C D ） （2） t=∞ 0 C 0 ； C 0 α∞＝（K B ＋K D ）C 0 （3） (1)－(3)： α0－α∞＝（K A －K B －K D ）C 0 C0＝（α0－α∞）/（K A －K B －K D ） (2)－(3)：α0－αt ＝（K A －K B －K D ）C A C A ＝（α0－αt ）/（K A －K B －K D ） 代入一级反应动力学方程： ∝-∝-==ααααt A c c t k 001ln ln 或 B t k c +-=1ln 得到 ')ln(1B t k t +-=-∝αα 二、仪器药品（略）
光电效应和普朗克常量的测定-实验报告
光电效应和普朗克常量的测定 创建人：系统管理员总分：100 实验目的 了解光电效应的基本规律，学会用光电效应法测普朗克常量；测定并画出光电管的光电特性曲线。 实验仪器 水银灯、滤光片、遮光片、光电管、光电效应参数测试仪。 实验原理 光电效应： 当光照射在物体上时，光子的能量一部分以热的形式被物体吸收，另一部分则转换为物体中一些电子的能量，是部分电子逃逸出物体表面。这种现象称为光电效应。爱因斯坦曾凭借其对光电效应的研究获得诺贝尔奖。在光电效应现象中，光展示其粒子性。 光电效应装置： S为真空光电管。内有电极板，A、K极板分别为阳极和阴极。G为检流计（或灵敏电流表）。无光照时，光电管内部断路，G中没有电流通过。U为电压表，测量光电管端电压。 由于光电管相当于阻值很大的“电阻”，与其相比之下检流计的内阻基本忽略。故检流计采用“内接法”。 用一波长较短（光子能量较大）的单色光束照射阴极板，会逸出光电子。在电源产生的加速电场作用下向A级定向移动，形成光电流。显然，如按照图中连接方式，U越大时，光电流
I 势必越大。于是，我们可以作出光电管的伏安特性曲线，U=I 曲线关系大致如下图： 随着U 的增大，I 逐渐增加到饱和电流值IH 。 另一方面，随着U 的反向增大，当增大到一个遏制电位差Ua 时，I 恰好为零。此时电子的动能在到达A 板时恰好耗尽。 光电子在从阴极逸出时具有初动能2 2 1mv ，当U=Ua 时，此初动能恰好等于其克服电场力所做的功。即： ||2 12 a U e mv = 根据爱因斯坦的假设，每粒光子有能量hv =ε。式中h 为普朗克常量，v 为入射光波频率。 物体表面的电子吸收了这个能量后，一部分消耗在克服物体固有的逸出功A 上，另一部分则转化为电子的动能，让其能够离开物体表面，成为光电子。 于是我们得到爱因斯坦的光电效应方程：A m hv += 2 v 2 1 由此可知，光电子的初动能与入射光频率成线性关系，而与光强度无关。（光强度只对单位时间内逸出物体表面的光电子的个数产生影响） 光电效应的光电阈值： 红限：当入射光频率v 低于某一值0v 时，无论用多强的光照都不会发生光电效应。由光电效应方程易得这个频率h A v /0=，称为红限。 测量普朗克常量的方法： 用光波频率为的单色光照射阴极板，测量其遏制电位差Ua 。 于是有： A U e hv a +=|| 所以： e A v -= e h |U |a 这表明了截止电压|U |a 和光波频率v 成正比。 实验中获得单色光的方法： 使用水银灯发出稳定白光作为光源，再使用不同颜色的滤光片罩在光电管的入光口以得到相应颜色的单色光，还可以使用不同透光度的遮光片罩在水银灯的出光口以得到不同强度的
电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数含思考题答案
电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数 07化四 20072401175 钟国莉 指导老师：李国良 小组成员：肖玉婵 黄婷 钟国莉 【实验目的】 ①学习电导法测定乙酸乙酯皂化反应速率常数的原理和方法以及活化能的测定方法； ②了解二级反应的特点，学会用图解计算法求二级反应的速率常数； ③熟悉电导仪的使用。 【实验原理】 （1）速率常数的测定 乙酸乙酯皂化反应时典型的二级反应，其反应式为： CH 3COOC 2H 5＋NaOH = CH 3OONa ＋C 2H 5OH t=0 C 0 C 0 0 0 t=t Ct Ct C 0 - Ct C 0 -Ct t=∞ 0 0 C 0 C 0 速率方程式 2kc dt dc =-，积分并整理得速率常数k 的表达式为： t 0t 0c c c c t 1k -?= 假定此反应在稀溶液中进行，且CH 3COONa 全部电离。则参加导电离子有Na ＋ 、OH － 、 CH 3COO －,而Na ＋反应前后不变，OH －的迁移率远远大于CH 3COO － ，随着反应的进行， OH － 不断减小，CH 3COO － 不断增加，所以体系的电导率不断下降，且体系电导率（κ） 的下降和产物CH 3COO － 的浓度成正比。 令0κ、t κ和∞κ分别为0、t 和∞时刻的电导率，则： t=t 时，C 0 –Ct=K （0κ-t κ） K 为比例常数 t →∞时，C 0= K （0κ-∞κ） 联立以上式子，整理得： ∞+-?= κκκκt kc 1t 00t 可见，即已知起始浓度C 0，在恒温条件下，测得0κ和t κ，并以t κ对 t t 0κκ-作图， 可得一直线，则直线斜率0 kc 1 m = ，从而求得此温度下的反应速率常数k 。
大学物理实验 光电效应测量普朗克常量
实验题目:光电效应测普朗克常量 实验目的: 了解光电效应的基本规律。并用光电效应方法测量普朗克常量和测定光电管的光电特性曲线。 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。 光电效应实验原理如图1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， 光电流达到饱和值和值I H ，饱和电流与光强成正比，而与入射光的频率无关。 当U= U A -U K 变成负值时，光电流迅速减小。实验指出，有一个遏止电位差U a 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频率之间的关系 光电子从阴极逸出时，具有初动能，在减速电压下，光电子逆着电场力方向由K 极向A 极运动。当U=U a 时，光电子不再能达到A 极，光电流为零。所以电子的初动能等于它克服电场力作用的功。即 a eU mv 2 2 1 (1） 每一光子的能量为hv ，光电子吸收了光子的能量hν之后，一部分消耗于克服电子的逸出功A，另一部分转换为电子动能。由能量守恒定律可知:A mv hv 2 2 1 （2） 由此可见，光电子的初动能与入射光频率ν呈线性关系，而与入射光的强度无关。 3． 光电效应有光电存在 实验指出，当光的频率0v v 时，不论用多强的光照射到物质都不会产生光电效应，根据式（2）， h A v 0，ν0称为红限。 由式（1）和（2）可得：A U e hv 0，当用不同频率（ν1，ν2，ν3，…，νn ）的单色光分 别做光源时，就有:A U e hv 11,A U e hv 22,…………,A U e hv n n ,
普朗克常量的测定
利用光电效应测定普朗克常量 一：实验目的 1． 通过实验加深对光的量子性的了解。 2． 通过光电效应实验，验证爱因斯坦方程，并测定普朗克常量。 二：实验仪器 智能光电效应仪由汞灯及电源，滤色片，光阑，光电管、智能实验仪构成。实验仪有手动和自动两种工作模式，具有数据自动采集，存储，实时显示采集数据，动态显示采集曲线（连接计算机），及采集完成后查询数据的功能。 三：实验原理 当一定频率的光照射到某些金属表面上时，可以使电子从金属表面逸出，这种现象称为光电效应。所产生的电子，称为光电子。光电效应是光的经典电磁理论所不能解释的。1905年爱因斯坦依照普朗克的量子假设，提出了光子的概念。他认为光是一种微粒—光子；频率为v 的光子具有能量ε=hv ，h 为普朗克常量。根据这一理论，当金属中的电子吸收一个频率为v 的光子时，便获得这光子的全部能量hv ，如果这能量大于电子摆脱金属表面的约束所需要的脱出功W ，电子就会从金属中逸出。按照能量守恒原理有： + = 2 21m m hv υW （1） 上式称为爱因斯坦方程，其中m 和m υ是光电子的质量和最大速度，1/2m 2 m υ是光电子 逸出表面后所具有的最大动能。它说明光子能量hv 小于W 时，电子不能逸出金属表面，因而没有光电效应产生；产生光电效应的入射光最低频率v 0=W/h ，称为光电效应的极限频率（又称红限）。不同的金属材料有不同的脱出功，因而υ0也是不同的。 我们在实验中将采用“减速电势法”进行测量并求出普朗克常量h 。实验原理如图 图1 图2 1所示。当单色光入射到光电管的阴极K 上时，如有光电子逸出，则当阳极A 加正电势，K 加负电势时，光电子就被加速；而当 K 加正电势，A 加负电势时，光电子就被减速。当A 、K 之间所加电压（U ）足够大时，光电流达到饱和值I m ，当U ≤-U 0，并满足方程 eU 0=22 1m mv (2) 时，光电流将为零，此时的U 0称为截止电压。光电流与所加电压的关系如图2所示。 将式（2）代入式（1）可得 eU 0=hv -W 即 U 0=e W v e h - （3） 它表示U 0与v 间存在线性关系，其斜率等于h /e ，因而可以从对U 0与v 的数据分析中求出普朗克常量h 。 实际实验时测不出U 0，测得的是U 0与导线和阴极间的正向接触电势差U c 之差U 0ˊ，即测得的U 0ˊ是 U 0ˊ=U 0-U c 图1 图2
利用光电效应测普朗克常数实验步骤
1 利用光电效应测普朗克常数 注意事项 1.灯和机箱均要进行预热20分钟。 2.汞灯不宜频繁开关。 3.不要直接观看汞灯。 4.行测量时，各表头数值请在完全稳定后记录，如此可减小人为读数误差。 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。 实验原理 光电效应是指一定频率的光照射在金属表面上时，会有电子从金属表面溢出的现象。光电效应实验原理如右图所 示。图中A、K组成抽成真空的光电管，A为阳极，K为阴极。当一定频率ν的光射到金属材料做的阴极K上，就有光 电子逸出金属。若在A、K两端加上电压U AK后，光电子将由K定向地运动到A，在回路中就形成光电流I。改变外加电 压U AK，测量出光电流I的大小，即可得出光电管的伏安特性曲线。 光电流随着加速电位差U AK的增加而增加，加速电位差加到一定量值后，光电流达到饱和值I h，饱和电流与光强 成正比，而与入射光的频率无关。当U AK =U A －U K变成负值时，光电流迅速减小。实验指出，有一个截止电压U0存在， 当电压达到这个值时，光电流为零，截止电压U0同入射光的频率成正比，如右图所示。 由爱因斯坦光电效应方程：hν=mV2/2+A和eU0= mV2/2，可以得到hν=eU0+A，只要用实验的方法得到不同的频率对 应的截止电压，求出斜率，就可以算出普朗克常数 实验步骤 （一）测试前准备 1、将测试仪及汞灯电源接通，预热20分钟。把汞灯及光电管遮光盖盖上，将汞灯光输出口对准光电管光输入口，调整光电管与汞灯距离为30cm（实验中不能移动该位置）。 2、测试前调零：在未连接光电流输入与光电流输出的情况下，将“电流量程”选择开关打在10－13档，旋转“电流调零”旋钮，使电流指示为000。（注意：调零后“电流调零”旋钮不能再改变，只改变“电压调节”旋钮）. ’.
光电效应测普朗克常量
实验题目：光电效应法测普郎克常数 实验目的：了解光电效应的基本规律，并用光电效应方法测量普朗克常量和测定光电管的光电特性曲线 实验仪器：光电管、滤波片、水银灯、相关电学仪器 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8.2.1-1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8.2.1-2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 和值I H ，饱和电流与光强成正比，而与入射光的频率无关。当U= U A -U K 变成负值时，光电流迅速减小。实验指出，有一个遏止电位差U a 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频率之间的关系 光电子从阴极逸出时，具有初动能，在减速电压下，光电子逆着电场力方向由K 极向A 极 运动。当U=U a 时，光电子不再能达到A 极，光电流为零。所以电子的初动能等于它克服电 场力作用的功。即 a eU mv =2 2 1 根据爱因斯坦关于光的本性的假设，光是一粒一粒运动着的粒子流，这些光粒子称为光子。 每一光子的能量为hv =ε，其中h 为普朗克常量，ν为光波的频率。所以不同频率的光波对应光子的能量不同。光电子吸收了光子的能量h ν之后，一部分消耗于克服电子的逸出功A ，另一部分转换为电子动能。由能量守恒定律可知 A mv hv += 2 2 1 （2） 式（2）称为爱因斯坦光电效应方程。
光电效应测普朗克常数-实验报告
综合、设计性实验报告 年级 ***** 学号********** 姓名 **** 时间********** 成绩 _________
一、实验题目 光电效应测普朗克常数 二、实验目的 1、通过实验深刻理解爱因斯坦的光电效应理论，了解光电效应的基本规律； 2、掌握用光电管进行光电效应研究的方法； 3、学习对光电管伏安特性曲线的处理方法，并用以测定普朗克常数。 三、仪器用具 ZKY—GD—3光电效应测试仪、汞灯及电源、滤色片（五个）、光阑（两个）、光电管、测试仪 四、实验原理 1、光电效应与爱因斯坦方程 用合适频率的光照射在某些金属表面上时，会有电子从金属表面逸出，这种现象叫做光电效应，从金属表面逸出的电子叫光电子。为了解释光电效应现象，爱因斯坦提出了“光量子”的概念，认为对于频率为的光波，每个光子的能量为 式中，为普朗克常数，它的公认值是 = 。 按照爱因斯坦的理论，光电效应的实质是当光子和电子相碰撞时，光子把全部能量传递给电子，电子所获得的能量，一部分用来克服金属表面对它的约束，其余的能量则成为该光电子逸出金属表面后的动能。爱因斯坦提出了著名的光电方程： （1）式中，为入射光的频率，为电子的质量，为光电子逸出金属表面的初速度，为被光线照射的金属材料的逸出功，为从金属逸出的光电子的最大初动能。 由（1）式可见，入射到金属表面的光频率越高，逸出的电子动能必然也越大，所以即使阴极不加电压也会有光电子落入阳极而形成光电流，甚至阳极电位比阴极电位低时也会有光电子落到阳极，直至阳极电位低于某一数值时，所有光电子都不能到达阳极，光电流才为零。这个相对于阴极为负值的阳极电位被称为光电效应的截止电压。 显然，有 （2）代入（1）式，即有 （3）由上式可知，若光电子能量，则不能产生光电子。产生光电效应的最低频率是，通常称为光电效应的截止频率。不同材料有不同的逸出功，因而也不同。由于光的强弱决定于光量子的数量，所以光电流与入射光的强度成正比。又因为一
皂化反应速率常数的测定实验数据处理
五、实验记录和处理 1、将实验数据记录于下表一中。 室温：24℃ 大气压：100.42KPa k0(25℃)=2.510 k∞(25℃)=0.896 k0 2、以k t对(k0-k t)/t作图，根据直线斜率求速率常数值。拟合直线见图一、图二。
k t (k 0-k t )/t 图一25℃下k t ~(k 0-k t )/t 拟合直线 注：拟合度R 2=0.99089，说明直线拟合的很好，可以用于计算。 k t (k 0-k t )/t 图二35℃下k t ~(k 0-k t )/t 拟合直线
注：拟合度R 2=0.9694，说明直线拟合地较好，可以用于计算。 （1）由图一知，直线斜率为15.70158 NaOH （分析纯）：0.0832g 定容体积：100mL NaOH 浓度：0.0208mol/L 稀释后NaOH 浓度：0.0104mol/L ，即a=0.0104mol/L 。 根据推导公式： k t = ∞+-?k t k k t 0ak 1 所以，25℃时反应速率常数k=6.1238L/(mol ·min) 查阅书籍：25℃时的反应速率常数标准值为：6.4254L/(mol ·min) 因此实验测量的相对误差为：4.69% （2）由图二知，直线斜率为8.23511， a=0.0104mol/L 。 根据推导， k t = ∞+-?k t k k t 0ak 1 所以，35℃时反应速率常数k=11.6761L/(mol ·min) 查阅书籍，35℃时的反应速率常数标准值为：11.9411L/(mol ·min) 因此实验测量的相对误差为：2.2% 3、计算反应活化能。 根据Arrhenius 公式： lnk 2/k 1=E(T 2-T 1)/(RT 1T 2) 所需物理量的相关数值见表二： 表二求活化能所需物理量的相关数值 将数值代入公式，求得：E=49.29kJ/mol 将反应速率常数标准值代入公式，求得反应活化能的标准值：E=47.34kJ/mol 因此实验测量的相对误差为：4.12%
(整理)光电效应法测量普朗克常量
实验简介 1905年，年仅26岁的爱因斯坦（A.Einstein）提出光量子假说，发表了在物理学发展史上具有里程碑意义的光电效应理论，10年后被具有非凡才能的物理学家密里根（Robert Millikan）用光辉的实验证实了。两位物理大师之间微妙的默契配合推动了物理学的发展，他们都因光电效应等方面的杰出贡献分别于1921年和1923年获得诺贝尔物理学奖。 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。 本实验的目的是了解光电效应基本规律，并用光电效应方法测量普朗克常量和测定光电管的光电特性曲线。 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8.2.1-1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8.2.1-2所示。
?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。当 变成负值时，光电流迅速减小。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。 ?光电子的初动能与入射光频率之间的关系 光电子从阴极逸出时，具有初动能，在减速电压下，光电子在逆着电场力方 向由K极向A极运动。当时，光电子不再能达到A极，光电流为零。所以电子的初动能等于它克服电场力所作的功。即 (1) 根据爱因斯坦关于光的本性的假设，光是一粒一粒运动着的粒子流，这些光 粒子称为光子。每一光子的能量为，其中为普朗克常量，为光波的频 率。所以不同频率的光波对应光子的能量不同。光电子吸收了光子的能量之后，一部分消耗于克服电子的逸出功A，另一部分转换为电子动能。由能量守恒定律可知
光电效应测量普朗克常量实验报告
竭诚为您提供优质文档/双击可除光电效应测量普朗克常量实验报告 篇一：光电效应测普朗克常量实验报告 三、实验原理1.光电效应 当一定频率的光照射到某些金属表面上时，可以使电子从金属表面逸出，这种现象称为光电效应。所产生的电子，称为光电子。光电效应是光的经典电磁理论所不能解释的。当金属中的电子吸收一个频率为v的光子时，便获得这光子的全部能量hv，如果这能量大于电子摆脱金属表面的约束所需要的脱出功w，电子就会从金属中逸出。按照能量守恒原理有： （1） 上式称为爱因斯坦方程，其中m和?m是光电子的质量和最大速度，是光电子逸出表面 后所具有的最大动能。它说明光子能量hv小于w时，电子不能逸出金属表面，因而没有光电效应产生；产生光电效应的入射光最低频率v0=w/h，称为光电效应的极限频率（又称红限）。不同的金属材料有不同的脱出功，因而υ0也
是不同的。由（1）式可见，入射到金属表面的光频率越高，逸出的电子动能必然也越大，所以即使阴极不加电压也会有光电子落入阳极而形成光电流，甚至阳极电位比阴极电位低时也会有光电子落到阳极，直至阳极电位低于某一数值时，所有光电子都不能到达阳极，光电流才为零。这个相对于阴极为负值的阳极电位 被称为光电效应的截止电压。 显然，有 代入（1）式，即有 （3） 由上式可知，若光电子能量 ，则不能产生光电子。产生光电效应的最低频率是 （2） ，通常称为光电效应的截止频率。不同材料有不同的逸出功，因而也不同。由于光的强弱决定于光量子的数量，所以光电流与入射光的强度成正比。又因为一个电子只能吸收一个光子的能量，所以光电子获得的能量与光强无关，只与光子ν的频率成正比，，将（3）式改写为 （4） 上式表明，截止电压 是入射光频率ν的线性函数，如图2，当入射光的频率 时，
速率常数数据处理
【数据处理】 1、求27.10℃的反应速率常数k 1，将实验数据及计算结果填入下表： 恒温温度=27.10℃ 0 =3090μ s ·cm -1 V 乙酸乙酯=10.00mL [乙酸乙酯]=0.0200mol/L V NaOH =10.00mL [NaOH]=0.0200mol/L
数据处理：t κ对 t t 0κκ-作图,求出斜率m ，并由0 kc 1 m = 求出速率常数 m=7.7893， k 1=1/(mc 0)=1/(7.7893*0.0100)mol ·L -1·min -1=12.84L/(mol ·min) 文献参考值：k （300.1K ）=7.2906L/(mol ·min) 2、采用同样的方法求35.00℃的反应速率常数k 2， 恒温温度=35.00℃ 0κ=2720μs ·cm -1 V 乙酸乙酯=10.00mL [乙酸乙酯]=0.0200mol/L V NaOH =10.00mL [NaOH]=0.0200mol/L c 0=0.0100mol/L
数据处理： m=9.944， k 1=1/(mc 0)=1/(9.944*0.0100)mol ·L -1·min=10.06L/(mol ·min) 文献参考值：k （308.0K ）=11.94L/(mol ·min) 【结果分析与讨论】 1、根据本实验中测定的数据作t κ- t t 0κκ-图，所得数据与文献相差较大： 乙酸乙酯皂化反应为吸热反应，混合后体系温度降低，所以在混合后的几分钟所测溶液的电导率偏低。如果从8min 开始测定，即去掉前三个数据，重新作图，则t κ- t t 0κκ-图线性提高了。两幅图重新取点作图后如下： 数据处理：t κ对 t t 0κκ-作图,求出斜率m ，并由0 kc 1 m = 求出速率常数
皂化反应速率常数的测定实验数据处理
五、实验记录与处理 1、将实验数据记录于下表一中。 室温:24℃ 大气压:10０。42KPa k０(25℃)=2、51０ｋ∞(2５℃)=0、896 ｋ０ 表一不同温度下得实验数据记录 2、以kｔ对(ｋ0-k t)/ｔ作图,根据直线斜率求速率常数值。拟合直线见图一、图二、
k t (k 0-k t )/t 图一 ２５℃下ｋｔ~(ｋ0-ｋt )/t 拟合直线 注:拟合度R 2=０。99089,说明直线拟合得很好,可以用于计算、 k t (k 0-k t )/t
图二３5℃下ｋt~(k０—k t)／t拟合直线注:拟合度R２＝0.969４,说明直线拟合地较好,可以用于计算。 (1)由图一知,直线斜率为15。701５8 NaOH(分析纯):０。0832g 定容体积:100mL NaOH浓度:０、0208mol/L 稀释后NaＯH浓度:０。01０4ｍol／L,即a＝0.0104mol/L。 根据推导公式: k t＝ 所以,25℃时反应速率常数k=6、1２３８Ｌ/(mol·min) 查阅书籍:25℃时得反应速率常数标准值为:6.42５４L／(mol·miｎ) 因此实验测量得相对误差为:４、69％ (2)由图二知,直线斜率为8.2３５１1, a=0.01０4mol/Ｌ。 根据推导, k t= 所以,３5℃时反应速率常数k＝11.676１L/(mｏl·min) 查阅书籍,３5℃时得反应速率常数标准值为:11、９4１1 Ｌ/(mol·mｉn) 因此实验测量得相对误差为:2、2％ 3、计算反应活化能。 根据Ａｒｒhenｉus公式: lnk２／k1=Ｅ(T2-T1)/(RT１T2) 表二求活化能所需物理量得相关数值 将数值代入公式,求得:E=4９、２９ｋJ/mol 将反应速率常数标准值代入公式,求得反应活化能得标准值:E=47.34kJ/mol 因此实验测量得相对误差为:4、12%
乙酸乙酯皂化反应速率常数测定实验报告
乙酸乙酯皂化反应速率常数测定实验报 告 学号：201114120222 基础物理化学实验报告 实验名称： 乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定 应用化学二班 班级 03 组号 实验人姓名： xx 同组人姓名： xxxx 指导老师：
李旭老师 实验日期： 2013 3- - 10- -2 29 9 湘南学院化学与生命科学系 一、实验目的： 1、了解测定化学反应速率常数的一种物理方法——电导法。 2、了解二级反应的特点，学会用图解法求二级反应的速率常数。 3、掌握DDS-11A型数字电导率仪和控温仪使用方法。 二、实验原理： 1、对于二级反应：A+B→产物，如果A，B两物质起始浓度相同，均为a，则反应速率的表示式为 2) ( x a Kdtdx (1) 式中x为时间t反应物消耗掉的摩尔数，上式定积分得： x axtaK·1 (2) 以 tx ax~作图若所得为直线，证明是二级反应。并可以从直线的斜率求出 k 。
所以在反应进行过程中，只要能够测出反应物或产物的浓度，即可求得该反应的速率常数。 如果知道不同温度下的速率常数 k (T 1 )和 k (T 2 )，按Arrhenius公式计算出该反应的活化能 E 1 2 2 112) () (lnT TT TRT KT KE a （3） 2、乙酸乙酯皂化反应是二级反应，其反应式为： OH- 电导率大，CH3 COO- 电导率小。因此，在反应进行过程中，电导率大的OH- 逐渐为电导率小的CH3 COO- 所取代，溶液电导率有显著降低。对稀溶液而言，强电解质的电导率 L 与其浓度成正比，而且溶液的总电导率就等于组成该溶液的电解质电导率之和。如果乙酸乙酯皂化在稀溶液下反应就存在如下关系式： a A L1 0 （4） a A L2 （5） x A x a A L t2 1) (
【免费下载】电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数数据处理
【数据处理】①25℃的反应速率常数k T 1，将实验数据及计算结果填入下表：恒温温度=24.9℃ =1.994m s·cm -10κV 乙酸乙酯=10.00mL [乙酸乙酯]=0.0200mol/L V NaOH =10.00mL [NaOH]=0.0200mol/L c 0=0.5×0.0200=0.01mol/L 实验数据记录及处理表1：t/min /ms ·cm -1t κ/ms ·cm -t t 0 κ κ-1·min -12 1.8350.1590.0795004 1.7590.2350.0587506 1.6750.3190.0531678 1.6020.3920.04900010 1.5420.4520.04520012 1.490.5040.04200014 1.4440.550.03928616 1.4040.590.03687518 1.3680.6260.03477820 1.3350.6590.03295022 1.3060.6880.03127324 1.2810.7130.02970826 1.2590.7350.02826928 1.2370.7570.02703630 1.2170.7770.025900 图1：25℃-t κt t 0κκ-由于第一个数据偏离其它数据太多，有明显的误差，所以舍去。、管路敷设技术试卷连接管口处理高中资料试卷弯扁度固定盒位置保护层防腐跨接地线弯曲半径标高等，要求技术交底。管线敷设技术中包含线槽、管架等多项方式，为解决高中语文电气课件中管壁薄、接口不严等问题，合理利用管线敷设技术。线缆敷设原则：在分线盒处，当不同电压回路交叉时，应采用金属隔板进行隔开处理；同一线槽内，强电回路须同时切断习题电源，线缆敷设完毕，要进行检查和检测处理。、电气课件中调试对于继电保护进行整核对定值，审核与校对图纸，编写复杂设备与装置高中资料试卷调试方案，编写重要设备高中资料试卷试验方案以及系统启动方案；对整套启动过程中高中资料试卷电气设备进行调试工作并且进行过关运行高中资料试卷技术指导。对于调试过程中高中资料试卷技术问题，作为调试人员，需要在事前掌握图纸资料、设备制造厂家出具高中资料试卷试验报告与相关技术资料，并且了解现场设备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况，然后根据规范与规程规定，制定设备调试高中资料试卷方案。、电气设备调试高中资料试卷技术中资料试卷破坏范围，或者对某些异常高中资料试卷工况进行自动处理，尤其要避免错误高中资料试卷保护装置动作，并且拒绝动作，来避免不必要高中资料试卷突然停机。因此，电力高中资料试卷保护装置调试技术，要求电力保护装置做到准确灵活。对于差动保护装置高中资料试卷调试技术是指发电机一变压器组在发生内部故障时，需要进行外部电源高中资料试卷切除从而采用高中资料试卷主要保护装置。
光电效应测普朗克常量实验报告
光电效应测普朗克常量实验报告 以下是为大家整理的光电效应测普朗克常量实验报告的相关范文，本文关键词为光电效应,普朗克,常量,实验,报告,，您可以从右上方搜索框检索更多相关文章，如果您觉得有用，请继续关注我们并推荐给您的好友，您可以在工作报告中查看更多范文。 篇一：光电效应测普朗克常量实验报告 广东第二师范学院学生实验报告 1 2 3 4 5 篇二：光电效应测普朗克常数-实验报告 普朗克常量的测定 【摘要】 本文介绍了大学物理实验中常用的光电效应测普朗克常量实验的基本原理及实验操作过程，验证了爱因斯坦光电效应方程并精确测
量了普朗克常量，通过对实验得出的数据仔细分析比较，探讨了误差现象及其产生的原因，根据实验过程中得到的体会和思索，提出了一些改进实验仪器和条件的设想。 【关键字】 爱因斯坦光电方程；光电流；普朗克常量 【引言】 在文艺复兴和工业革命后，物理学得到了迅猛的发展，在实际应用中也发挥了巨大的作用。此刻人们感觉物理学的大厦已经建成，剩下只是一些补充。直到19世纪末，物理学领域出现了四大危机：光电效应、固体比热、黑体辐射、原子光谱，其实验现象用经典物理学的理论难以解释，尤其对光电效应现象的解释与理论大相径庭。 光电效应最初是赫兹在1886年12月进行电磁波实验研究中偶然发现的，虽然是偶然发现，但他立即意识到它的重要性，因此在以后的几个月中他暂时放下了手头的研究，对这一现象进行了专门的研究。虽然赫兹没能给出光电效应以合理的解释，但赫兹的论文发表后，光电效应成了19世纪末物理学中一个非常活跃的研究课题。勒纳是赫兹的学生和助手，很早就对光电效应产生了兴趣。1920年他发表论文介绍了他的研究成果，勒纳得出，发射的电子数正比于入射光所带的能量，电子的速度和动能与发射的电子数目完全无关，而只与波长有关，波长减少动能增加，每种金属对应一特定频率，当入射光小于这一频率时，不发生光电效应。虽然勒纳对光电效应的规律认识很清楚，但其解释却是错误的。