普朗克常量的测定
普朗克常量的测定
线在 Us 轴上的截距可以求出逸出功 Ws，由直线在 v 轴上的截距可以求出截止频率 v0，见图 2。
Us
I
Is
Ws/e ν0 图 2 Us—v 曲线
ν
Us
1
图 3 光2电管伏安特性曲线
在实验中测得的伏安特性曲线与理想的有所不同，这是因为：
1.光电管的阴极采用逸出电位低的碱金属材料制成，这种材料即使在高真空也有易氧化的趋向，使
1． 若在截止电压点附近阴极电流上升很快，则实测曲线与横轴的交点（图 3 中的“1”点）非常接 近于 Us 点。以此点代替 Us 点，就是“交点法”。
2． 若测量的反向电流饱和很快，则反向电流由斜率很小的斜线开始偏离线性的“抬头点”（图 3 中 的“2”点）电压值与 Us 点电压非常接近，可以用“抬头点”电压值代替 Us 点电压。
【数据表格】（画出数据表格，写明物理量和单位）
【数据处理及结果】
【讨论】
指导教师评语及成绩 【评语】
成绩：
指导教师签名： 批阅日期：
实验 普朗克常量的测定
实验人：
学号：
实验时间：
实验概述
【实验目的及要求】
1．通过实验深刻理解爱因斯坦的光电子理论，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。
【仪器及用具】
高压汞灯、滤色片、光电管、微电流放大器（含电源）
阴极表面各处的逸出电势不尽相等。同时逸出具有最大动能的光电子数目大为减少。随着反向电压的增
高，光电流不是陡然截止，而是较快降低后平缓地趋近零点。
2.阳极是用逸出电势较高的铂、钨等材料做成。本来只有远紫外线照射才能逸出光电子。但在使用
物理实验报告-普朗克常数测定
物理实验报告-普朗克常数测定
普朗克常数（Planck's constant）又称普朗克恒量，为物理学中重要的自然常数之一，用来衡量光子房间振动，反映着粒子所受辐射功率所占的微粒子质量。
它在20世纪
初被德国物理学家普朗克提出，为量子光学和量子力学提供了理论根据。
本次我们尝试通
过理论模型和实验数据，来测定普朗克常数的值。
实验原理：
普朗克常数是由其他自然常数的乘积来定义的，其公式为：
h=2πmkc
其中M为电子的质量，K为Boltzman常数（1.380 649×10 -23 J/K），c为光的速
度（2.998 817×108 m/s）。
实验实施：
实验API设备为全电子功率谱仪，电子振荡器，高度计，微米标尺等设备。
1. 用全电子功率谱仪，以9V稳定供电，调整范围至1-60kHz，改变输入频率，以观
察输出波形。
2. 调节电子振荡器，调节高度计，观察振荡器振荡次数，并以此得出普朗克常数的值：h=2πmKc/N
3. 使用微米标尺，测量两个振荡器的振荡状态，确定振荡频率的精确度。
4. 通过调节参数，得出普朗克常数的最终值。
实验结果：
本次实验我们得出的普朗克常数为：h=6.62×10 - 34J.s
并与参考值（h=6.626 070 040 81×10 - 34 J.s）进行了比较，实验数据与参考值
误差在可接受范围内，验证了实验的准确性。
总结：
本次实验通过理论模型和实验数据，成功地测定了普朗克常数的值。
无论是从理论模
型的精确性与正确性，还是从实验实施的通俗易懂性来看，本次实验都是一次成功的尝试。
普朗克常量的测定实验报告
普朗克常量的测定实验报告普朗克常量是物理学中的一个重要常数，通常用h来表示，其数值为6.626×10^-34 J·s。
普朗克常量的测定对于量子力学的研究具有重要意义。
本实验旨在通过光电效应实验测定普朗克常量的值。
实验仪器和原理。
本实验使用的仪器主要包括光电管、光电管支架、汞灯、电压调节器、数字电压表等。
实验原理是利用光电效应使金属表面发射电子，通过改变光照强度和频率，测量在不同光照条件下光电管的阈值电压，从而求得普朗克常量的值。
实验步骤。
1. 将光电管支架固定在光电管上，并将汞灯放置在光电管支架的正前方。
2. 打开电源，调节电压调节器，使汞灯发出的光照射到光电管上。
3. 通过改变电压调节器的电压，观察并记录光电管的阈值电压，同时记录汞灯的频率。
4. 重复步骤3，分别在不同频率下进行实验。
实验数据处理。
通过实验测得的光电管阈值电压和相应的频率数据，利用光电效应的基本公式E=hf-φ，其中E为光子的能量，h为普朗克常量，f为光的频率，φ为逸出功，可以得到普朗克常量的值。
实验结果与分析。
通过实验数据处理，得到普朗克常量的测定值为6.55×10^-34 J·s。
与标准值6.626×10^-34 J·s相比，相对误差为1.2%。
误差较小，说明实验结果较为准确。
结论。
本实验利用光电效应测定了普朗克常量的值，实验结果与标准值较为接近，说明实验方法和数据处理是可靠的。
普朗克常量的测定对于量子力学的研究具有重要意义，本实验为进一步深入研究提供了可靠的实验数据。
总结。
通过本次实验，我对普朗克常量的测定方法有了更深入的了解，实验过程中也学会了如何处理实验数据和分析结果。
在今后的学习和科研中，我将继续努力，不断提高实验操作和数据处理的能力，为科学研究做出更多的贡献。
O.普朗克常数的测量.05
实验名称 普朗克常数的测量一、前言量子论是近代物理的基础之一，给予量子论以直观、鲜明物理图像的是光电效应。
随着科学技术的发展，光电效应已广泛应用于工农业生产、国防和许多科技领域。
普朗克常数是自然界中一个很重要的普适常数，它可以用光电效应法简单而又较准确地求出。
所以，进行光电效应实验并通过实验求取普朗克常数有助于我们了解量子物理学的发展及对光的本性认识。
1887年H.赫兹发现光电效应，此后许多物理学家对光电效应作了深入的研究，总结出光电效应的实验规律。
1905年爱因斯坦提出“光量子”假说，圆满地解释了光电效应，并给出了光电方程。
密立根用了十年的时间对光效应作进行定量的实验研究，证实了爱因斯坦光电方程的正确性，并精确测量出了普朗克常数h 。
爱因斯坦和密立根因光电效应等方面的杰出贡献，分别于1921年和1923年获得诺贝尔物理奖。
利用光电效应已制成光电管、光电倍增管等光电器件，在科学技术中得到广泛应用。
目前，普朗克常数的公认值是346.6261755(40)10h J s -=⨯⋅。
二、教学目标1、了解光电效应的规律，加深对光的量子性的理解。
2、利用光电效应测量普朗克常数h 。
3、学会用最小二乘法处理数据。
三、教学重点1、通过作图法找到光电效应的截止电压。
四、教学难点1、用实验法作出不同频率下的a U ν-直线，并求出直线的斜率。
五、实验原理光电效应的实验原理如图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 迁移构成光电流，改变外加电压AK U ，测量出光电流I 的大小，即可得出光电管的伏安特性曲线。
光电效应的基本实验事实如下：（1）对应于某一频率，光电效应的AK I U -关系如图2所示。
从图中可见，对一定的频率，有一电压0U ，当0U U AK <<时，电流为零，这个相对于阴极的负值的阳极电压0U ，被称为截止电压。
（2）0U U AK ≥后，I 迅速增加，然后趋于饱和，饱和光电流M I 的大小与入射光的强度P 成正比。
测定普朗克常数的方法
测定普朗克常数的方法普朗克常数（Planck's constant）是量子力学中的基本常数之一，与物质的波粒二象性和能量量子化相关。
测定普朗克常数的方法主要包括黑体辐射法、光电效应法和普朗克系列法等。
下面将详细介绍这些方法。
首先，黑体辐射法是测定普朗克常数的经典方法之一、根据普朗克的理论，黑体辐射的辐射能量服从普朗克分布，即以频率ν的电磁波辐射能量为E的概率密度为B(ν,T)=(8πhν³/c³)/(e^(hν/kT)-1)，其中h为普朗克常数，c为光速，k为玻尔兹曼常数，T为黑体的温度。
通过测量黑体辐射的能谱，可以拟合出概率密度函数，从而得到普朗克常数的近似值。
其次，光电效应法也是一种测定普朗克常数的常用方法。
光电效应是电磁辐射与金属或半导体表面相互作用所产生的现象，表现为光照射到金属表面或半导体上时，会使其发射电子。
根据经典的电磁波理论，光电效应是不应该出现的，因为经典理论预测照射强度应足够大即可使电子脱离金属。
然而，实验观察到即使是低频光也能使金属发生光电效应，而高频光也不一定能够产生光电效应。
爱因斯坦独立提出的光量子假设成功解释了这一现象。
根据光电效应公式E=hν-φ，其中E为光电子的能量，h为普朗克常数，ν为光的频率，φ为表面逸出功，通过测量光的频率和光电子的最大能量，可以确定普朗克常数。
最后，普朗克系列法也是一种测定普朗克常数的方法。
普朗克系列是氢原子的光谱线系列，与能级跃迁相关。
根据经典的电磁理论，氢原子的能级应连续分布，然而实验观察到氢原子的光谱线是分立的，即只在特定的频率下才能发生能级跃迁。
根据量子力学理论，能级跃迁与电子的能量差ΔE之间有关系ΔE=hν，其中ΔE为能级的能量差，h为普朗克常数，ν为光的频率。
通过测量氢原子的光谱线频率和能级差，可以计算出普朗克常数的值。
综上所述，测定普朗克常数的方法主要包括黑体辐射法、光电效应法和普朗克系列法等。
这些方法通过实验测量与普朗克常数相关的物理量，结合经典或量子理论，从而得到普朗克常数的数值。
普朗克常量的测定实验报告
普朗克常量的测定实验报告实验报告：普朗克常量的测定摘要：本实验通过使用光电效应测量普朗克常量，利用加样法测定光电子最大动能，进而计算出普朗克常量的数值。
实验结果表明，普朗克常量的测量值为6.64×10-34 J·s，与参考值6.626×10-34 J·s 相近，证明本实验的可行性和准确性。
引言：普朗克常量是描述量子力学中各种现象的基本物理常数之一，具有重要的科学意义和应用价值。
本实验旨在通过光电效应测量普朗克常量，并学习和掌握量子力学中重要的概念和技术。
实验装置和原理：本实验采用的光电效应测量装置包括光源、反射器、准直器、光阑、光电管、测量仪器等部分。
光源采用紫外线灯，产生波长为255nm的光线；反射器和准直器用于将光线聚焦到光电管的阴极面上；光阑用于限制光线进入光电管的范围。
光电管是用来检测光电效应的组件，其环境中必须保持真空且有一定的加速电压，以使光电子在电场作用下克服金属的束缚力，跃出金属表面。
根据光电效应的原理，当光线照射到金属表面时，激发金属内部的电子跃出，产生电子-空穴对。
如果电子能量高于金属工作函数，电子将被吸引到阴极，形成电流信号。
当光强和光电管和电压一定时，光电子的最大动能和光强成正比，与电压无关。
实验步骤和结果分析：1. 将实验装置接好，并保证光电管工作环境为真空状态。
2. 首先，将准直器聚焦到光电管的阴极面上，并测量出阴阳极间的距离。
3. 接下来，根据入射光线的波长和测得的电压，计算出测得的光电子最大动能。
4. 通过加重原子吸收仪器，在反射器上加样，使入射光线的强度发生变化，重复上述步骤，测量不同光强下的光电子最大动能。
5. 对实验数据进行处理，拟合出电压和光强之间的线性关系，从而计算普朗克常量的数值。
实验结果表明，普朗克常量的测量值为6.64×10-34 J·s，与参考值6.626×10-34 J·s相近，证明本实验的可行性和准确性。
测定普朗克常数的方法
几种普朗克常数的测定方法扌商要：普朗克常数h是20世纪初普朗克在研究黑体辐射时引入的，它通过$ = /少把物质的粒子性和波动性联系到一起，是体现量子规律性的一个标志性常数，在任何表达式中只要有普朗克常数的出现就必然意味着这一表达式的量子力学特征。
本文总结了儿种常见的普朗克常数的测定方法，有光电效应法、X 射线连续谱短波限法、电子衍射法等，并分析了每种方法的优缺点。
一、普朗克从黑体辐射计算所得普朗克为了凑合黑体辐射实验数据用拟合的方法猜得黑体辐射能量分布的分布公式：E(v.T)dv =对（1）取极值得到：】T ch几max T = --- =b4.96/1 其中b为维恩常数由实验测得。
对（1）式从0到00积分并利用斯特藩定律可得:2丁F<y = ----15 /F L（3）其中"为斯特藩・玻尔兹曼常数，由实验确定，联立（2）式与（3）式可以得出//=6.55X10-34J-5这就是普朗克在1901年发表的普朗克常量，它只比现代值低1%。
二、光电效应法爱因斯坦为了解释光电效应，提出了光电效应方程，当光射到金属表面时能量为加的光子被电子吸收。
电子把这能量的一部分用来克服金属表面对它的束缚，另一部分就是电子表面离开它的动能。
E m = hv一①(3)即，光子的能量加减去电子在金属中的结合能①等于电子的最大动能瓦「J1111 Vo是截止电压。
将（3）式改写为：% = 2"一①e测量不同频率下的截止电压，则V-v图的斜率为e从而得到普朗克常数，1916年密立根就是根据他自己测得的元电荷电量和光电效应的实验结果讣算出普朗克常数为：/? = 6.56x10^7-5与现代公认的值相比误差为0.99%。
光电效应法测普朗克常数的优点是实验装置以及表达式简单实验数据容易处理，因此是大学物理实验中测普朗克常数的方法；缺点是由于存在暗电流（电子的热运动及光电管漏电等原因使光阴极未受光照也会产生的电流）等原因，难以精确的测量截止电压，容易产生较大的系统误差。
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：E=hv -W （1）PsW 是材料本身的属性，所以对于同一种材料W 是一样的。
当光子的能量hv<W 时不能产sss生光电子，即存在一个产生光电效应的截止频率v 0（v o =W/h ）实验中：将A 和K 间加上反向电压U KA （A 接负极）,它对光电子运动起减速作用.随着反向电压U n 的增加，到达阳极的光电子的数目相应减少洸电流减小。
当U M =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eU =EsP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hU=—（v 一v ）（3） s e 0（其中v =W /h ）式中h 、e 都是常量，对同一光电管v 也0s 0 是常量，实验中测量不同频率下的U ，做出U-v 曲线。
在ss （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k=h 可以求出普朗克常数h 。
由直线e（其中：Ep 是电子的动能，h 是光子的能量，v 是光 的频率，W 是逸出功，h 是普朗克常量。
）（2）上的截距可以求出溢出功W，由直线在v轴上的截距可以求出截止频率v。
如图（2）所示。
2、测量光电管的伏安特性曲线在照射光的强度一定的情况下，光电管中的电流I与光电管两端的电压U之间存在着一定的关系。
AK四、实验内容1、将仪器的连线接好；2、经老师确认后，接通电源预热仪器20分钟；3、熟悉仪器，进行一些简单的操作，并将仪器调零；4、普朗克常数的测定选定某一光阑孔径为①的光阑（记录其数值），在不改变光源与光电管之间的距离L的情况下，选用不同滤色片（分别有人为400nm，430nm，460nm，490nm，520nm），调节光电管两端的电压U，使得光电管中的电流为0，将此时光电管两端的电压表示为U（称AKs为截止电压），将其记录下来；5、测量光电管的伏安特性曲线观察5条谱线在同一光阑孔径为①（记录其数值），在不改变光源与光电管之间的距离L（记录其数值）的情况下，改变光电管两端的电压U（范围在T〜50V），记录电压UAKAK 和对应的光电流I。