光电效应实验报告
光电效应(包含实验报告和数据处理)
北京科技大学实验报告光电效应实验原理：原理图如右图所示：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迁移形成光电流。
改变外加电压V AK，测量出光电流I的大小，即可得出光电管得伏安特性曲线。
1）对于某一频率，光电效应I-V AK关系如图所示。
从图中可见，对于一定频率，有一电压V0，当V AK≤V0时，电流为0，这个电压V0叫做截止电压。
2)当V AK≥V0后，电流I迅速增大，然后趋于饱和，饱和光电流IM的大小与入射光的强度成正比。
3）对于不同频率的光来说，其截止频率的数值不同，如右图：4)对于截止频率V0与频率的关系图如下所示。
V0与成正比关系。
当入射光的频率低于某极限值时，不论发光强度如何大、照射时间如何长，都没有光电流产生。
5）光电流效应是瞬时效应。
即使光电流的发光强度非常微弱，只要频率大于，在开始照射后立即就要光电子产生，所经过的时间之多为10-9s的数量级。
实验内容及测量：1将4mm的光阑及365nm的滤光片祖昂在光电管暗箱光输入口上，打开汞灯遮光盖。
从低到高调节电压（绝对值减小），观察电流值的变化，寻找电流为零时对应的V AK值，以其绝对值作为该波长对应的值，测量数据如下：波长/nm365404.7435.8546.1577频率/8.2147.408 6.897 5.49 5.196截止电压/V 1.679 1.335 1.1070.5570.434频率和截止电压的变化关系如图所示：由图可知：直线的方程是:y=0.4098x-1.6988所以:h/e=0.4098×,当y=0，即时，，即该金属的截止频率为。
也就是说，如果入射光如果频率低于上值时，不管光强多大也不能产生光电流；频率高于上值，就可以产生光电流。
根据线性回归理论：可得：k=0.40975，与EXCEL给出的直线斜率相同。
我们知道普朗克常量,所以，相对误差：2测量光电管的伏安特性曲线1）用435.8nm的滤色片和4mm的光阑实验数据如下表所示：435.8nm4mm光阑I-V AK的关系V AK I V AK I V AK I V AK I V AK I V AK I 0.040 1.90.858 4.2 2.3009.3 6.60019.512.00027.322.00035.8 0.089 2.10.935 4.4 2.50010 6.80019.912.50027.722.70036.2 0.151 2.3 1.096 4.9 2.70010.67.20020.513.00028.324.10037 0.211 2.4 1.208 5.3 2.90011.17.80021.514.20029.425.70037.9 0.340 2.7 1.325 5.6 3.200128.7002315.00030.126.80038.30.395 2.9 1.468 6.1 3.80013.99.10023.616.10031.127.50038.7 0.470 3.1 1.637 6.7 4.20014.89.80024.616.60031.629.50039.5 0.561 3.3 1.7797.2 4.90016.410.20025.117.50032.330.90040.1 0.656 3.6 1.9307.8 5.40017.410.70025.818.600330.725 3.8 2.0008.3 6.10018.711.10026.319.60033.72）用546.1nm的滤光片和4mm的光阑数据如下表所示：546.1nm4mm光阑I-V AK的关系V AK I V AK I V AK I V AK I0.3 1.3 5.99.113.213.023.815.91.02.6 6.89.814.113.325.316.11.4 3.47.610.415.113.726.416.51.8 4.18.210.816.114.027.216.62.2 4.98.811.117.114.228.016.72.8 5.79.811.617.814.428.916.73.2 6.310.011.918.914.729.716.83.97.111.412.319.714.930.716.94.37.612.112.620.115.031.217.04.98.212.712.920.915.2作两种情况下，光电管得伏安特性曲线：Z实验4.3光电效应和普朗克常数的测量1887年德国物理学家H.R.赫兹发现电火花间隙受到紫外线照射时会产生更强的电火花。
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。
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南昌大学物理实验报告
学生姓名：黄晨学号：专业班级：应用物理学111班班级编号：S008实验时间：13时 00 分第3周星期三座位号： 07 教师编号：T003成绩：
光电效应
一、实验目的
1、研究光电管的伏安特性及光电特性；验证光电效应第一定律；
2、了解光电效应的规律，加深对光的量子性的理解；
3、验证爱因斯坦方程，并测定普朗克常量。
二、实验仪器
普朗克常量测定仪
三、实验原理
当一定频率的光照射到某些金属表面上时，有电子从金属表面逸出，这种现
象称为光电效应，从金属表面逸出的电子叫光电子。
实验示意图如下
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v的光射到金属材料做成的阴极K上，就有光电
子逸出金属。
若在A、K两端加上电压后光电子将由K定向的运动到A，在回
路中形成电流I。
当金属中的电子吸收一个频率为v的光子时，便会获得这个光子的全部能量，
如果这些能量大于电子摆脱金属表面的溢出功W，电子就会从金属中溢出。
按照能量守恒原理有
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学生姓名：黄晨学号：专业班级：应用物理111 班级编号：S008实验时间：13 时00分第03周星期三座位号： 07 教师编号：T003成绩：
此式称为爱因斯坦方程，式中h为普朗克常数，v为入射光频。
v存在截止频率，是的吸收的光子的能量恰好用于抵消电子逸出功而没有多余的动能，只有当入射光的频
率大于截止频率时，才能产生光电流。
不同金属有不同逸出功，就有不同的截止频率。
1、光电效应的基本实验规律
（1）伏安特性曲线
当光强一定时，光电流随着极间电压的增大而增大，并趋于一个饱和值。
（2）遏制电压及普朗克常数的测量
当极间电压为零时，光电流并不等于零，这是因为电子从阴极溢出时还具有初动能，只有加上适当的反电压时，光电流才等于零。
南昌大学物理实验报告
学生姓名：黄晨学号：59 专业班级：应用物理学111班班级编号：S008实验时间：13时 00 分第3周星期三座位号： 07 教师编号：T003成绩：
四、实验步骤
1．调整仪器，接好电源，按下光源按钮，调节透镜位置，让光汇聚到单色
仪的入射光窗口，用单色仪出光处的挡光片2挡住光电管窗口，调节单色仪
的螺旋测微器，即可在挡光片上观察到不同颜色的光。
2、用单色仪入口光窗口处的挡光片1挡住单色仪的入口，移开挡光片2，将
单色仪与光电管部分的黑色的链接套筒连接起来形成暗盒，将测量的放大器
“倍率”旋钮置于（10^-5），对检流计进行调零。
3、按下测量按钮借给光电管接上电压，电压表会有读数，此式检流计会有
相应的电流读数，此时所读得得即为光电管的暗电流。
4、旋转电压调节的旋钮，仔细记录从不同电压下的相应的暗电流。
让出射
光对准单色仪的入射光窗口，取去遮光罩，电压调节从-1.5v 调起，缓慢增加。
5、从短波长依次变换光波频率，仔细独处不同频率光照射下电流随电压变化数据。
6、计算普朗克常量。
五、实验数据
见附表
六、数据处理 -1.5-1.0-0.50.0
50100
I
U I
450nm
南昌大学物理实验报告
学生姓名：黄晨 学号： 专业班级： 应用物理学111班 班级编号：S008实验时
间：13时 00 分 第03周 星期三 座位号： 07 教师编号：T003成绩：
-1.5-1.0-0.50.0
-5
5
10
15
20
25
30
35
4045I U I
500nm
-1.5-1.0-0.50.0
10
20
I
U I
550nm
-1.5-1.0-0.50.0
-10
-5
510
15
20
I
U I
600nm
南昌大学物理实验报告
学生姓名：黄晨 学号： 专业班级： 应用物理学111班 班级编号：S008实验时
间：13时 00 分 第03周 星期三 座位号： 07 教师编号：T003成绩：
K=(8-2.4)*10^-20/（6.6-5）*10^14=3.5*10^-34
七、思考题
1、光电管为什么要装在暗盒中？
答：防止外面的光线对实验结果造成影响。
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。