普朗克常数测量的实验
测普朗克常数实验报告
测普朗克常数实验报告一、引言1.1 研究背景普朗克常数（Planck’s constant）是量子力学中的基本常数之一，通常用符号”h”表示。
它与能量和频率之间的关系密切相关，常被用于描述微观粒子的行为。
测量普朗克常数的准确值对于理解量子力学和相关现象具有重要意义。
1.2 实验目的本实验旨在使用光电效应的原理，通过测量光电管中高频光对电流的影响，间接测定普朗克常数。
二、实验原理2.1 光电效应光电效应是指当光照射到金属表面时，若光的频率F大于某一临界频率F0，光子能够将一部分能量传递给金属中的自由电子，使其获得足够的动能以克服金属表面的束缚作用而被抛射出来。
这一现象可以用以下公式描述：E = hf - φ其中E为光子的能量，h为普朗克常数，f为光的频率，φ为金属的逸出功。
当光的频率小于临界频率时，无论光的强度多大，都不会有光电子的发射。
2.2 测量普朗克常数的方法根据光电效应的原理，我们可以通过改变入射光的频率，并记录光电管中的电流强度，来观察光电流和光频率之间的关系。
当光频率大于临界频率时，光电流将呈现出明显的增加趋势。
通过对实验数据的处理，可以得到普朗克常数的值。
三、实验步骤3.1 实验器材准备•光电管•高频光源•电压源•电流表•频率计3.2 实验步骤1.将光电管连接到电路中，确保电路连接正确。
2.调节电压源，使得光电管工作在饱和状态。
3.将频率计连接到光电管上，记录下光源的频率。
4.逐步增加光源的频率，并记录下每个频率下的光电流强度。
5.反复重复实验，确保数据的准确性。
四、数据处理和结果分析4.1 数据处理根据实验中记录的光电流强度和光源频率的数据，可以绘制出光电流随光源频率变化的曲线图。
通过分析曲线的变化趋势，可以找到临界频率并据此计算出普朗克常数。
4.2 结果分析根据实验数据处理的结果，可以得到普朗克常数的近似值。
与已知的普朗克常数进行比较，可以评估实验结果的准确性和可靠性。
五、结论通过本实验测量了普朗克常数，并得到了近似值。
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。
基础物理实验-光电效应法测定普朗克常数
基础物理实验-光电效应法测定普朗克常数
光电效应法测定普朗克常数是一项基础物理实验，是通过研究光电效应来测定普朗克常数（符号为h）的一种方式。
普朗克常数是物理定律中一个重要的常数，它影响到热力学、光学等物理现象。
其值与许多量子现象有关，因此普朗克常数的准确的测定具有很重要的意义。
光电效应法测定普朗克常数有两种方法：第一种是爱因斯坦-ヒル方法，第二种是思廉斯-威尔逊方法。
爱因斯坦-ヒル方法主要是测定半导体中发生光电效应时，所放射或吸收光子与电子电荷之间的关系。
思廉斯-威尔逊方法是研究普朗克常数在发生激光光电效应中及电子电荷与激光能量所关联的关系。
爱因斯坦-ヒル方法测定普朗克常数的具体实验操作是：测量铋基半导体片材，将研磨涂硅好的片材压入Si的夹头，然后将夹头底座接入电路中，成为一个封闭的系统；然后将强光源聚焦于夹头和片材之间，激发半导体材料，使它发射出电子，接着将其能谱绘制出来；最后根据电荷量分子和光子能量的关系求得普朗克常数的值。
思廉斯-威尔逊方法的实验过程是：首先构造一个电路，电路中要有激光源、金属晶体和放大器等元件；然后将一定能量的光束输出，激发金属晶体，使它产生电离；接着通过放大器将电离电荷数目设定为有限数量，最后通过积分器计算积分，得到普朗克常数的大小。
有了以上两个方法，人们便可以精确测定普朗克常数，并利用该方法进行其他实验中也会经常用到该常数的计算。
由此可见光电效应法测定普朗克常数的重要性。
通过本次实验学习，可以充分体现出基础物理实验中的实用性，使我们能够仔细学习其核心内容，深入理解并巩固学习结果。
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。
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。
普朗克常数的实验原理及方法
普朗克常数的实验原理及方法摘要：一、普朗克常数的定义及意义二、实验原理1.量子化现象2.黑体辐射3.能量子概念的提出三、实验方法1.基本实验装置2.实验数据的处理与分析3.普朗克常数的测定四、实验成果与应用1.量子力学的建立2.普朗克常数在现代科学研究中的重要性五、总结与展望正文：普朗克常数是一个物理学基本常数，它对于量子力学的发展具有重要意义。
本文将从普朗克常数的定义及意义、实验原理、实验方法、实验成果与应用等方面进行详细阐述。
首先，普朗克常数（Planck constant）是由德国物理学家马克斯·普朗克在1900年提出的一个物理常数，用符号h表示。
它代表了量子化的最小能量单位，即能量量子（energy quanta）。
普朗克常数的发现，标志着量子时代的来临，为量子力学的发展奠定了基础。
实验原理方面，普朗克常数的测定与量子化现象、黑体辐射等现象密切相关。
量子化现象是指物质微观世界的能量传递与转化是以最小能量单位（能量子）进行的。
黑体辐射实验则揭示了电磁辐射的能量分布规律，从而为普朗克常数的提出提供了实验依据。
在实验方法方面，研究人员设计了一种基本实验装置，用于测量不同频率光子的能量。
通过测量光子能量与频率之间的关系，可以得到普朗克常数的值。
实验数据的处理与分析过程中，科学家们采用了多种方法，如迈克尔逊-莫雷干涉仪、光电效应等，以提高实验精度。
实验成果方面，普朗克常数的测定对于量子力学的建立具有重要意义。
量子力学是一个描述微观世界规律的物理学分支，它改变了人们对物质的认识。
普朗克常数在现代科学研究中具有广泛的应用，例如在激光、半导体、核物理等领域。
总之，普朗克常数是一个具有重要意义的物理常数，它的发现与测定揭示了量子世界的奥秘。
随着科学技术的不断发展，普朗克常数在未来的科学研究中将继续发挥重要作用。
普朗克常数测量的实验
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:
EP hv Ws
(1)
A
K
G
V
(其中: EP 就是电子的动能, hv 就是光子的能量, v 就是
光的频率,Ws 就是逸出功以对于同一种材料Ws 就是一样的。当光子的能量 hv Ws 时不能
（I 10-10A） -34、0 -33、0 -32、0 -30、0 -29、0 -26、8 -25、0 -24、0 -21、0 -18、0
U
（V）
AK
-0、95 -0、90 -0、84 0
0、25 0、50 0、75 1、00 1、25 1、50
（I 10-10A） -13、0 -8、0 0
3、00 3、90 4、40 4、80 5、10 5、40 5、60
若电子电荷 e ,由斜率 k h 可以求出普朗克常数 h 。由直线上 e
O Ws / e
v0
图(2)
v
的截距可以求出溢出功Ws ,由直线在 v 轴上的截距可以求出截
止频率 v0 。如图(2)所示。
普朗克常数测量的实验
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 AK 之间存在着一定的关系。
压U AK ,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 s (称为截止电压),将其记
U
（V）
AK
-2、50 -2、25 -2、00 -1、75 -1、50 -1、25 -1、20 -1、15 -1、10 -1、 05
（I 10-10A） -26、0 -25、0 -24、2 -23、0 -22、0 -18、0 -16、5 -14、5 -12、0 -8、8
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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。
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AK U 之间存在着一定的关系。
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Φ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λ为400nm ，430nm ，460nm ，490nm ，520nm ），调节光电管两端的电压AK 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s U （称为截止电压），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Φ（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AK U （范围在150V -~），记录电压AK U 和对应的光电流I 。
五、数据的测量与处理
2、测光电管的伏安特性曲线：
波长为400nm 对应的AK I U -表 mm Φ=
，L mm =
波长为430nm 对应的AK I U -表
mm Φ=
，L mm
=
波长为460nm 对应的AK I U -表
mm Φ=
，L mm =
波长为490nm 对应的AK I U -表
mm Φ=
，L mm =
波长为520nm 对应的AK I U -表
mm Φ=，L mm =
1、普朗克常数的测定
表一、0U v - 关系光阑孔mm Φ=
0U v -直线图
根据表一的实验数据（用最小二乘法处理）得： ( 191.60210e C -=⨯
340 6.6210h J S -=⨯)
直线斜率K=0.41597 直线在v 轴的截距=2.063
直线在U 轴的截距B=-0.85823 并有h ek =求出普朗克常数 h=6.66×10−34J
实验相对误差：00
h h E h -=
=6.66−6.62
6.62=6.04×10−3 由直线的截距求得 截止频率0v =2.063×1014H Z
电子的逸出功W s =eU=-0.85823×1.602×10−19=-1.37×10−19J。