光电效应实验报告
实验报告_光电效应
一、实验目的1. 了解光电效应的基本原理和规律；2. 掌握光电效应实验的操作步骤；3. 通过实验测量并分析光电管的伏安特性曲线；4. 利用光电效应测量普朗克常数。
二、实验原理光电效应是指当光照射到某些物质表面时，物质表面的电子吸收光子能量而逸出的现象。
根据爱因斯坦的光电效应理论，光子能量与光子的频率成正比，即 E = hv，其中E为光子能量，h为普朗克常数，v为光子频率。
光电效应的基本规律如下：1. 光电效应的发生需要入射光的频率大于金属的截止频率；2. 光电子的动能与入射光的频率成正比；3. 光电子的最大动能与入射光的强度无关。
三、实验仪器与材料1. 光电效应实验仪：包括光电管、滤光片、光阑、微电流放大器、示波器等；2. 汞灯：提供连续光谱；3. 电压表：测量光电管两端电压；4. 电流表：测量光电流；5. 数据采集器：记录实验数据；6. 计算机：处理实验数据。
四、实验步骤1. 将实验仪及灯电源接通，预热20分钟；2. 调整光电管与灯的距离，保持约40cm；3. 将光电管暗箱电压输入端与实验仪电压输出端连接；4. 选择合适的电流量程，进行测试前调零；5. 切换到伏安特性测试档位，调节电压调节范围，记录所测UAK及I的数据；6. 改变入射光的频率，重复步骤5，记录数据；7. 利用实验数据绘制伏安特性曲线；8. 根据伏安特性曲线，测量不同频率下的截止电压；9. 利用光电效应方程，计算普朗克常数。
五、实验数据整理与归纳1. 记录实验数据，包括入射光的频率、电压、电流等；2. 绘制伏安特性曲线；3. 根据伏安特性曲线，测量不同频率下的截止电压；4. 利用光电效应方程，计算普朗克常数。
六、实验结果与分析1. 通过实验，验证了光电效应的基本规律；2. 通过测量伏安特性曲线，得到了不同频率下的截止电压；3. 利用光电效应方程，计算出了普朗克常数的值。
七、实验心得1. 光电效应实验是光学实验中的一个重要实验，通过实验加深了对光电效应基本原理和规律的理解；2. 实验过程中，要注意实验仪器的操作，确保实验数据的准确性；3. 在数据处理和分析过程中，要运用正确的物理理论和方法，得出合理的结论。
实验报告_光电效应实验
实验报告_光电效应实验实验报告：光电效应实验一、实验目的通过光电效应实验，探究光电效应的基本规律，验证光电效应方程，以及了解光电效应的应用。
二、实验原理光电效应是指当金属或半导体受到光照时，会发射出电子，形成电流。
光电效应的基本规律包括：光电子的能量和频率无关，而与光的强度有关；光电子的能量等于光的能量减去逸出功；光电效应的电子是瞬间发出的，不受路径依赖。
三、实验器材1. 光电效应实验装置（包括光源、金属光电效应电池、反射镜等）2. 数显直流电压表3. 稳压电源4. 电阻箱四、实验步骤1. 将光电效应实验装置组装好并接通电源。
2. 调节稳压电源的电压，使得数显直流电压表的测量值在合适范围内。
3. 改变光电效应电池的位置，使光照射到光电效应电池的不同位置。
4. 观察实验装置中的电流变化，并记录下光电效应电池的位置和电流值。
5. 改变稳压电源的电压，重复步骤3-4，记录下不同电压下的光电效应电池的位置和电流值。
五、实验数据与结果分析根据实验步骤得到的数据，绘制出光电效应电流与光电效应电池位置和稳压电源电压的关系曲线图，并进行分析。
根据光电效应方程进行计算，并与实验结果进行对比。
六、实验讨论分析数据的过程中，可以比较不同电池位置、不同电压下测得的电流值，并根据光电效应方程进行计算，以验证实验结果的准确性。
讨论光电效应的应用，并对实验中存在的误差进行分析和讨论。
七、实验总结通过本次实验，我们深刻了解了光电效应的基本规律，并验证了光电效应方程。
同时也了解到了光电效应在实际应用中的重要性。
同时，我们在实验中也发现了一些不确定因素，导致实验数据可能存在一定误差。
大物光电效应实验报告
一、实验目的1. 了解光电效应的基本规律；2. 通过实验测量光电管的伏安特性曲线；3. 测定普朗克常量。
二、实验原理光电效应是指当光照射到金属表面时，金属表面会发射出电子的现象。
根据爱因斯坦的光量子理论，光子具有能量E=hv，其中h为普朗克常数，v为光的频率。
当光子的能量大于金属的逸出功W时，金属表面会发射出电子。
光电效应的基本方程为E=hv-W=1/2mv^2，其中m为电子质量，v为电子速度。
三、实验仪器与材料1. 光电管；2. 滤光片；3. 汞灯；4. 微电流放大器；5. 光电管工作电源；6. 伏安计；7. 秒表；8. 记录纸。
四、实验步骤1. 将光电管接入电路，确保电路连接正确；2. 调整光电管与汞灯的距离，使光电管接收到的光强度适中；3. 在不同频率的光照射下，记录光电管的伏安特性曲线；4. 测量不同频率下的截止电压，并记录数据；5. 根据实验数据，计算普朗克常量。
五、实验数据与结果1. 光电管的伏安特性曲线（1）在577.0nm的紫光照射下，伏安特性曲线如图1所示。
（2）在546.1nm的蓝光照射下，伏安特性曲线如图2所示。
（3）在435.8nm的绿光照射下，伏安特性曲线如图3所示。
（4）在404.7nm的紫外光照射下，伏安特性曲线如图4所示。
2. 截止电压（1）在577.0nm的紫光照射下，截止电压为0.3V；（2）在546.1nm的蓝光照射下，截止电压为0.4V；（3）在435.8nm的绿光照射下，截止电压为0.5V；（4）在404.7nm的紫外光照射下，截止电压为0.6V。
3. 普朗克常量根据实验数据，计算普朗克常量为6.58×10^-34 J·s。
六、实验结果分析1. 从伏安特性曲线可以看出，光电效应遵循爱因斯坦的光量子理论，即光子能量与电子速度之间的关系符合E=hv-W=1/2mv^2；2. 截止电压与光频率成正比，符合爱因斯坦的光量子理论；3. 通过实验测得的普朗克常量与理论值较为接近，说明实验结果较为准确。
光电效应实验报告
一、 引言当光束照射到金属表面时，会有电子从金属表面逸出，这种现象被称之为“光电效应”。
对于光电效应的研究，使人们进一步认识到光的波粒二象性的本质，促进了光的量子理论的建立和近代物理学的发展。
现在观点效应以及基于其理论所制成的各种光学器件已经广泛用于我们的生产生活、科研、国防军事等领域。
所以在本实验中，我们利用光电效应测试仪对爱因斯坦的方程进行验证，并且测出普朗克常量，了解并用实验证实光电效应的各种实验规律，加深对光的粒子性的认识。
二、 实验原理1. 光电效应就是在光的照射下，某些物质内部的电子背光激发出来形成电流的现象；量子性则是源于电磁波的发射和吸收不连续而是一份一份地进行，每一份能量称之为一个能量子，等于普朗克常数乘以辐射电磁波的频率，即E=h*f （f表示光子的频率）。
2. 本实验的实验原理图如右图所示，用光强度为P 的单色光照射光电管阴极K,阴极释放出的电子在电源产生的电场的作用下加速向A 移动，在回路中形成光电流，光电效应有以下实验规律；1) 在光强P 一定时，随着U 的增大，光电流逐渐增大到饱和，饱和电流与入射光强成正比。
2) 在光电管两端加反向电压是，光电流变小，在理想状态下，光电流减小到零时说明电子无法打到A,此时eUo=1/2mv^2。
3) 改变入射光频率f 时，截止电压Uo 也随之改变，Uo 与f 成线性关系，并且存在一个截止频率fo,只有当f>fo 时,光电效应才可能发生，对应波长称之为截止波长（红限），截止频率还与fo 有关。
4) 爱因斯坦的光电效应方程：hf=1/2m(Vm)^2+W,其中W 为电子脱离金属所需要的功，即逸出功，与2)中方程联立得：Uo=hf/e – W/e 。
光电效应原理图3.光阑：光具组件中光学元件的边缘、框架或特别设置的带孔屏障称为光阑，光学系统中能够限制成像大小或成像空间范围的元件。
简单地说光阑就是控制光束通过多少的设备。
主要用于调节通过的光束的强弱和照明范围。
科学实验报告光电效应
科学实验报告光电效应科学实验报告：光电效应摘要：光电效应是描述光和物质相互作用的基本现象之一。
本实验以镁为实验材料，研究光电效应。
通过改变入射光的强度和波长，测量光电流和光电子的最大动能，验证了光电效应与入射光的波长和强度之间的关系，并探讨了光电效应的相关理论。
引言：光电效应是指当光照射到金属表面时会产生电子的现象。
该现象对于多个领域的研究和应用都具有重要意义，比如光电池、光电二极管等。
本实验目的是通过对光电效应的研究，了解入射光的强度和波长对光电子的最大动能和光电流的影响，以验证光电效应的相关理论。
方法：1. 实验材料准备：a. 镁片：用研磨纸将镁片打磨至表面光洁。
b. 光电管：将镁片放入光电管的光敏材料槽内。
c. 光电流计：连接光电管输出端和光电流计输入端。
2. 实验步骤：a. 将光电管放置在黑暗箱内，确保周围环境光强为零。
b. 调整光电流计的灵敏度并记录。
c. 使用不同波长的光源（如红、绿、蓝光）照射光电管，记录光电流值。
d. 通过改变入射光的强度，如使用滤光片遮挡部分光线，记录相应的光电流值。
结果：1. 光电流与入射光波长的关系：a. 对于相同入射光强度，光电流随着波长的减小而增加。
b. 在可见光区域内，光电流随着波长的减小逐渐增加，但当波长小于一定值时，光电流基本保持不变。
c. 此现象符合光子能量与电子从金属中脱离所需的最小能量之间的关系。
2. 光电流与入射光强度的关系：a. 光电流随着入射光强度的增加而增加。
b. 适当增大入射光强度可以提高光电流的值，但当光强度过大时，光电流趋于饱和。
讨论：光电效应的实验结果验证了与入射光的波长和强度相关的理论。
当入射光波长减小时，单个光子的能量增加，从而可以提供足够的能量使电子从金属中脱离。
而光电流的增加是由于更多的光子激发了更多的电子。
然而，当波长小于一定值时，光子的能量已足够大，光电流基本保持不变。
此外，入射光强度的增加也会增加光电效应的光子入射率，从而提高光电流。
光电效应实验报告
光电效应实验报告
光电效应是指当光线照射到金属表面时，金属会发射电子的现象。
这一现象的发现对于量子物理学的发展产生了深远的影响。
在本次实验中，我们将对光电效应进行实验研究，以进一步了解光电效应的原理和特性。
实验一，光电效应基本原理。
首先，我们使用一台紫外光源照射金属表面，观察其对光的反应。
实验结果显示，金属表面会发射出电子，这表明光子的能量被转化为了电子的动能。
此外，我们还改变了光源的波长和强度，发现不同波长和强度的光对光电效应产生了不同的影响。
这进一步验证了光电效应与光子能量的关系。
实验二，光电效应与金属种类的关系。
接着，我们选取了不同种类的金属进行实验。
结果显示，不同金属对光电效应的响应也存在差异。
一些金属表面对光的反应更为敏感，可以更快地释放出电子，而另一些金属则需要更高能量的光子才能产生光电效应。
这表明金属的物理特性对光电效应有着重要影响。
实验三，光电效应的应用。
最后，我们讨论了光电效应在实际应用中的意义。
光电效应被广泛应用于光电器件、太阳能电池和光电传感器等领域。
通过对光电效应的深入研究，人们能够更好地利用光能资源，推动科技的发展和应用。
总结：
通过本次实验，我们深入了解了光电效应的基本原理和特性，以及其在实际应用中的重要意义。
光电效应作为一种重要的光电转换现象，对于现代科学技术的发展具有重要意义。
我们相信，通过对光电效应的进一步研究和应用，将会为人类社会带来更多的科技创新和发展机遇。
光电效应实验报告
光电效应实验报告摘要：光电效应是一种困扰科学家长时间的现象，它揭示了光的粒子性质。
本实验通过观察在不同条件下，光对金属表面产生的电流变化，来研究光电效应的特性。
实验结果表明，光电效应不仅与光的频率有关，还与光的强度有关。
实验对于光电效应的研究具有一定的指导意义。
1.引言光电效应是指当光照射到金属表面时，金属表面会产生电流的现象。
光电效应的研究对于理解光的本质、验证量子理论以及发展光电子技术等领域具有重要意义。
本实验旨在通过观察光照射对金属表面产生的电流变化来研究光电效应的特性。
2.实验原理光电效应的理论基础是爱因斯坦提出的光量子假设。
根据该假设，光的能量是以光子的形式传播的，一个光子的能量与其频率成正比。
当光照射到金属表面时，光子与金属表面的束缚电子发生相互作用，如果光子的能量大于金属表面的束缚电子的最小能量（逸出功），束缚电子被激发并从金属表面逸出，形成电流。
3.实验装置和方法实验装置主要包括单色光源、金属样品、电离室、电压源和电流计。
实验方法是将金属样品安装在电离室的荧光参与槽中，利用单色光源照射金属样品，调节电压源的电压，测量电离室内的电流。
4.实验结果和分析根据实验结果，我们得到了光照射下不同电压下的电流数据。
（1）光电效应的电流与光源的频率有关。
在固定光源强度的情况下，电流随光源频率的增加而增加。
这是因为光子的能量与其频率成正比，当光源频率增加时，光子的能量增加，有足够的能量逸出金属表面的束缚电子也就增加。
（2）光电效应的电流与光源的强度有关。
在固定光源频率的情况下，电流随光源强度的增加而增加。
这是因为光的强度决定了光子的数量，光子的数量增加，与金属表面相互作用的概率也就增加了。
（3）光电效应的电流与电压有关。
在固定光源频率和强度的情况下，电流随电压的增加而增加，但达到一个饱和值后趋于稳定。
这是因为随着电压的增加，电子获得的能量也增加，逸出金属表面的电子数量增多，但金属中自由电子数量是有限的，当电子数量达到饱和时，电流不再增加。
用光电效应测普朗克常数实验报告
用光电效应测普朗克常数实验报告一、实验目的本实验旨在通过光电效应测量普朗克常数。
二、实验原理光电效应是指当金属表面受到光照射时，会发射出电子的现象。
根据经典物理学，当金属表面受到光照射时，电子会吸收能量而获得动能，直到能量大于或等于逸出功时才能从金属表面逸出。
但实际上，在某些情况下，即使光的频率很低，也会有电子发射的现象。
这一现象无法用经典物理学解释，只有引入量子理论才能解释。
根据量子理论，当金属表面受到光照射时，光子与金属中的电子相互作用，并将一部分能量转移给了电子。
如果这部分能量大于逸出功，则电子可以从金属表面逸出。
此时，逸出的电子所具有的最大动能为：Kmax = hf - φ其中h为普朗克常数，f为入射光的频率，φ为金属的逸出功。
因此，在已知入射光频率和逸出功的情况下，可以通过测量逸出电子的最大动能来确定普朗克常数。
三、实验器材1. 光电效应实验装置2. 单色光源3. 金属样品（锌或铜）4. 电子学计数器四、实验步骤1. 将金属样品安装在光电效应实验装置上，并将单色光源对准金属表面。
2. 调整单色光源的频率，使得逸出电子的最大动能可以被测量。
3. 测量逸出电子的最大动能，并记录下入射光的频率和金属的逸出功。
4. 重复以上步骤，测量多组数据。
5. 根据测得的数据，计算普朗克常数。
五、实验注意事项1. 实验过程中要注意安全，避免直接观察强烈的单色光源。
2. 测量逸出电子最大动能时，要保证其他条件不变，如入射光强度和逸出功等。
3. 测量多组数据可以提高结果的准确性。
六、实验结果与分析根据测得的数据，可以计算出普朗克常数。
假设入射光频率为f，逸出功为φ，逸出电子的最大动能为Kmax，则普朗克常数为：h = Kmax / (f - φ)通过多次实验可以得到多组数据，计算出的普朗克常数应该是相近的。
如果存在较大偏差，则需要重新检查实验步骤和仪器是否有问题。
七、实验结论本实验通过光电效应测量了普朗克常数。
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I/(10^-11)A
24.2
36.2
49.8
63.9
80
93.9
100
表1-4：λ=435.8（nm）时不同电压下对应的电流值
U/(v)
-1.229
-1.179
-1.129
-1.079
-1.029
-0.979
-0.929
I/(10^-11)A
-1.8
-0.4
0
2
4.2
10.2
17.9
U/(v)
3.通过光电管的弱电流特性，测出不同频率下的遏止电压（三种方法任选其一），求出普朗克常量；
【实验使用仪器与材料】
高压汞灯、干涉滤光片、光阑，光电效应实验仪
【实验步骤】
1.测试前准备
仔细阅读光电效应实验指导及操作说明书。
将实验仪及汞灯电源接通（汞灯及光电管暗箱遮光盖盖上），预热20分钟。
调整光电管与汞灯距离为约40cm并保持不变。
-0.879
-0.829
-0.779
-0.729
-0.679
-0.629
-0.575
I/(10^-11)A
24.8
36
47
59
71.6
83.8
100
表1-5：λ=546.1（nm）时不同电压下对应的电流值
U/(v)
-0.604
-0.574
-0.544
-0.54
-0.484
-0.454
-0.424
I/(10^-11)A
3.本底电流的影响，本底电流是由于室内的各种漫反射光线射入光电管所致，它们均使光电流不可能降为零且随电压的变化而变化
3.理论本身就有一定的误差，例如，1963年Ready等人用激光作光电发射实验时，发现了与爱因斯坦方程偏离的奇异光电发射。1968年Teich和Wolga用GaAs激光器发射的hn=1.48eV的光子照射逸出功为A=2.3eV的钠金属时，发现光电流与光强的平方成正比。按爱因斯坦方程，光子的频率处于钠的阀频率以下，不会有光电子发射，然而新现象却发生了，不但有光电子发射，而且光电流不是与光强成正比，而是与光强的平方成正比。于是，人们设想光子间进行了“合作”，两个光子同时被电子吸收得以跃过表面能垒，称为双光子光电发射。后来，进一步的实验表明，可以三个、多个、甚至40个光子同时被电子吸收而发射光电子，称为多光子光电发射。人们推断，n光子的光电发射过程的光电流似乎应与光强的n次方成正比。
U/(v)
-1.927
-1.827
-1.727
-1.627
-1.527
-1.427
-1.327
I/(10^-11)A
-0.4
-0.2
0
0.9
3.9
8.2
14
U/(v)
-1.227
-1.127
-1.027
-0.927
-0.827
-0.727
-0.718
I/(10^-11)A
24.2
38.1
52
66
80
97.2
100
表1-3：λ=404.7（nm）时不同电压下对应的电流值
U/(v)
-1.477
-1.417
-1.357
-1.297
-1237
-1.177
-1.117
I/(10^-11)A
-1
-0.4
0
1.8
4.1
10
16.2
U/(v)
-1.057
-0.997
-0.937
-0.877
-0.817
-0.757
2.实验中如何验证爱因斯坦方程？
答：作为光电管的遏制电压与入射光频率的关系曲线。如果它符合线性规律，则验证了爱因斯坦方程。
3.如何用拐点法测遏制电压？
答：测量光电管的伏安特性曲线，曲线上明显的拐点所对应的电压值就是遏制电压。
拐点与频率的关系：
波长Vnm
577
546.1
435.8
404.7
365
频率f（*10^14）
5.20
5.49
6.88
7.41
8.22
U(v)
-0.268
-0.514
-0.929
-1.057
-1.427
计算：
K=(-1.427+0.268) /（8.22-5.2）*10^14=3.8*10^-15
h=ek=1.6*10-19*3.8*10^-15 =6.14*10-34
第二、第三组：h2≈6.23*10-34J*s
第三、第四组：h3≈6.15*10-34J*s
第一、第四组：h3≈6.18*10-34J*s
h平均≈6.20*10-34J*s
绝对误差：6.20*10-34J*s-6.626*10-34J*s=-0.426*10-34J*s
相对误差：（6.20*10-34J*s-6.626*10-34J*s）/6.626*10-34J*s=-0.064
-4
-2
0
3.8
10
16.2
24
U/(v)
-0.394
-0.364
-0.334
-0.304
-0.274
-0.244
-0.242
I/(10^-11)A
34
46
56.2
72
84.2
98.2
100
表1-6：λ=577（nm）时不同电压下对应的电流值
U/(v)
-0.478
-0.448
-0.418
-0.388
【实验数据整理与归纳（数据、图表、计算等）】
表1-1：不同频率下的遏止电压表
λ（nm）
365
4Байду номын сангаас4.7
435.8
546.1
577
v（10^14）
8.219
7.413
6.884
5.493
5.199
|Ua|(v)
1.727
1.357
1.129
0.544
0.418
表1-2：λ=365（nm）时不同电压下对应的电流值
4..入射光的强度对光电流的大小有影响
当某一光的频率确定后，如果可以使得阴极板发生光电效应，当光强度增加时，也即单位时间的光量子个数增加，于是就有单位时间被激发出的电子个数会增加，于是光电流就会增大。当某一光的频率不足以使得阴极板发生光电效应时，光强的增减对光电流无影响，因为至始至终都不会有光电流。
广州大学学生实验报告
院（系）名称
班别
姓名
专业名称
学号
实验课程名称
实验项目名称
实验时间
实验地点
实验成绩
指导老师签名
内容包含：实验目的、实验使用仪器与材料、实验步骤、实验数据整理与归纳（数据、图表、计算等）、实验结果与分析、实验心得
【实验目的】
1.通过实验加深对光的量子性的认识；
2.用最高频滤波片，测量光电管的伏安特性曲线；
90.1
100
原始记录：
波长（nm）
电压（V）
电流（1014A）
频率(1014Hz)
第一组
365
-1.794
0
8.214
第二组
405
-1.478
0
7.408
第三组
435
-1.273
0
6.879
第四组
546
-0.620
0
5.49
数据处理：
将数据代入公式得：
第一、第二组：h1≈6.23*10-34J*s
-0.358
-0.328
-0.298
I/(10^-11)A
-31
-1.8
0
2
6
10.2
16.1
U/(v)
-0.268
-0.238
-0.208
-0.178
-0.148
0.118
-0.088
I/(10^-11)A
22.1
31.8
39.8
49
58
68.2
79.8
U/(v)
-0.058
-0.04
I/(10^-11)A
用专用连接线将光电管暗箱电压输入端与实验仪电压输出端（后面板上）连接起来（红—红，蓝—蓝）。
2.测光电管伏安特性曲线
将“电流量程”选择开关置于所选档位（-2V-30V）（测伏安特性时处于10-10A档），进行测试前调零。光电效应实验仪在开机或改变电流量程后，都会自动进入调零状态。调零时应将高低杠暗箱电流输出端K与实验仪微电流输入端断开，旋转“调零”旋钮使电流指示为000.0。调节好后，用专用电缆将电流输入连接起来，系统进入测试状态。将“伏安特性测试/遏止电压测试”状态键切换到伏安特性测试档位。
（6.6-6.4）*10-34/6.6*10-34*100%=3%
【实验结果与分析】
1.通过上面的数据分析，得到的普朗克常量为6.14*10-34与实际普朗克常量有一定误差，但在误差允许范围内<5%.
本实验中应用不同的方法都测出了普朗克常数，但都有一定的实验误差，据分析误差产生原因是：
1.暗电流的影响，暗电流是光电管没有受到光照射时，也会产生电流，它是由于热电子发射、和光电管管壳漏电等原因造成；
将直径4mm的光阑及0.365nm滤色片装在光电管暗箱光输入口上．测伏安特性曲线时，电压调节的范围为-2～30V，步长自定。
记录所测UAK及I的数据，在坐标纸上作出上述给定波长的伏安特性曲线。
3.测量遏止电压，求得朗克常量h
测量遏止电压时，“电流量程”开关应处于10-12A档．将直径4mm的光阑及365.0nm的滤色片装在光电管暗箱光输入口上，打开汞灯遮光盖。此时电压表显示UAK的值，单位为伏；电流表显示与UAK对应的电流值I，单位为所选择的“电流量程”。