光电效应实验报告

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实验报告_光电效应

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。

光电效应实验报告

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

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

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。

光电效应测普朗克常数实验报告

光电效应测普朗克常数实验报告

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测量光电效应的实验数据,计算出普朗克常数,观察光电效应的现象及测量原理,加深对光电效应的理解。

二、实验原理光电效应是指当金属表面被光照射时,金属会发射出电子的现象。

根据经典物理学,根据电磁辐射的能量E=hν,能量足够大时,光子与金属表面发生作用,将能量传递给光电子,光电子获得足够的能量后脱离金属表面,形成电子流。

根据光电效应的实验原理可知,当光源强度固定时,光电流强度与入射光的频率呈线性关系。

通过改变入射光的频率,可以得到一系列与光电流强度相对应的数据。

根据普朗克常数的定义h=E/ν,可以根据光电流随频率的变化关系,计算出普朗克常数。

三、实验仪器1.光电效应实验装置:包括光源、光电池、电流计等。

2.频率调节仪:用于改变光源的频率。

3.多用万用表:用于测量实验数据。

四、实验步骤1.打开实验装置,使光源、光电池、电流计以及频率调节仪正常工作。

2.调节频率调节仪,使光源的频率在一定范围内变化,每次变化一个固定的频率差值。

3.记录下光电池的光电流强度,并使用万用表进行测量。

4.复现步骤2和3,直到得到足够多的实验数据。

5.将实验数据整理成表格,记录下光电流强度与频率的变化关系。

五、实验结果及数据处理根据实验数据,可以绘制出光电流强度与频率的变化曲线图。

通过线性拟合,可以获得光电流强度与频率之间的线性关系,从而计算出斜率。

根据普朗克常数的定义h=E/ν,可以得到普朗克常数。

六、实验分析根据实验数据,光电流强度与频率呈线性关系,这符合光电效应的基本原理。

实验结果中的斜率与理论值之间的差异可能由于实验误差导致,如测量误差、光源的非理想特性等。

可以通过改进实验方法、提高实验仪器的精度等措施来减小误差。

七、实验结论通过测量光电效应实验数据,我们成功地计算出了普朗克常数,并验证了光电效应与入射光频率之间的关系。

实验结果与理论值存在一定差异,这可能是由于实验误差导致的。

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光电效应【实验目的】(1)了解光电效应的规律,加深对光的量子性的认识。

(2)测量普朗克常量h。

【实验仪器】ZKY-GD-4光电效应实验仪,其组成为:微电流放大器,光电管工作电源,光电管,滤色片,汞灯。

如下图所示。

【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,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I-关系如图2所示。

从图中可见,对一定的频率,有一电压U0,当≦时,电流为零,这个相对于阴极的负值的阳极电压U0,被称为截止电压。

(2)当≧后,I迅速增加,然后趋于饱和,饱和光电流IM的大小与入射光的强度P成正比。

(3)对于不同频率的光,其截止电压的值不同,如图3所示。

(4)截止电压U0与频率的关系如图4所示,与成正比。

当入射光频率低于某极限值(随不同金属而异)时,不论光的强度如何,照射时间多长,都没有光电流产生。

(5)光电效应是瞬时效应。

即使入射光的强度非常微弱,只要频率大于,在开始照射后立即有光电子产生,所经过的时间至多为秒的数量级。

按照爱因斯坦的光量子理论,光能并不像电磁波理论所想象的那样,分布在波阵面上,而是集中在被称之为光子的微粒上,但这种微粒仍然保持着频率(或波长)的概念,频率为的光子具有能量E = h,h为普朗克常数。

当光子照射到金属表面上时,一次被金属中的电子全部吸收,而无需积累能量的时间。

电子把这能量的一部分用来克服金属表面对它的吸引力,余下的就变为电子离开金属表面后的动能,按照能量守恒原理,爱因斯坦提出了著名的光电效应方程:(1)式中,A为金属的逸出功,为光电子获得的初始动能。

由该式可见,入射到金属表面的光频率越高,逸出的电子动能越大,所以即使阳极电位比阴极电位低时也会有电子落入阳极形成光电流,直至阳极电位低于截止电压,光电流才为零,此时有关系:(2)阳极电位高于截止电压后,随着阳极电位的升高,阳极对阴极发射的电子的收集作用越强,光电流随之上升;当阳极电压高到一定程度,已把阴极发射的光电子几乎全收集到阳极,再增加时I不再变化,光电流出现饱和,饱和光电流的大小与入射光的强度P成正比。

光子的能量<A时,电子不能脱离金属,因而没有光电流产生。

产生光电效应的最低频率(截止频率)是=A/h。

将(2)式代入(1)式可得:(3)此式表明截止电压是频率的线性函数,直线斜率k = h/e,只要用实验方法得出不同的频率对应的截止电压,求出直线斜率,就可算出普朗克常数h。

爱因斯坦的光量子理论成功地解释了光电效应规律。

【实验步骤】1、测试前准备1)将实验仪及汞灯电源接通(汞灯及光电管暗盒遮光盖盖上),预热20min。

2)调整光电管与汞灯距离为约40cm并保持不变。

3)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)。

4)将“电流量程”选择开关置于所选档位,进行测试前调零。

调零时应将光电管暗盒电流输出端K与实验仪微电流输入端(后面板上)断开,且必须断开连线的实验仪一端。

旋转“调零”旋钮使电流指示为000.0。

5)调节好后,用高频匹配电缆将电流输入连接起来,按“调零确认/系统清零”键,系统进入测试状态。

如果要动态显示采集曲线,需将实验仪的“信号输出”端口接至示波器的“Y”输入端,“同步输出”端口接至示波器的“外触发”输入端。

示波器“触发源”开关拨至“外”,“Y衰减”旋钮拨至约“1V/格”,“扫描时间”旋钮拨至约“20μs/格”。

此时示波器将用轮流扫描的方式显示5个存储区中存储的曲线,横轴代表电压,纵轴代表电流I。

2、测普朗克常数h:测量截止电压时,“伏安特性测试/截止电压测试”状态键应为截止电压测试状态,“电流量程”开关应处于A档。

1)手动测量①使“手动/自动”模式键处于手动模式。

②将直径4mm的光阑及365.0nm的滤色片装在光电管暗盒光输入口上,打开汞灯遮光盖。

此时电压表显示的值,单位为伏;电流表显示与对应的电流值I,单位为所选择的“电流量程”。

用电压调节键→、←、↑、↓可调节的值,→、←键用于选择调节位,↑、↓键用于调节值的大小。

③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,以其绝对值作为该波长对应的的值,并将数据记于表1中。

为尽快找到的值,调节时应从高位到低位,先确定高位的值,再顺次往低位调节。

④依次换上365.0 nm,435.8 nm,546.1nm,404.7 nm的滤色片,重复以上测量步骤。

2)自动测量①按“手动/自动”模式键切换到自动模式。

此时电流表左边的指示灯闪烁,表示系统处于自动测量扫描围设置状态,用电压调节键可设置扫描起始和终止电压。

(注:显区左边设置起始电压,右边设置终止电压)实验仪设有5个数据存储区,每个存储区可存储500组数据,由指示灯表示其状态。

灯亮表示该存储区已存有数据,灯不亮为空存储区,灯闪烁表示系统预选的或正在存储数据的存储区。

②设置好扫描起始和终止电压后,按动相应的存储区按键,仪器将先清除存储区原有数据,等待约30秒,然后按4mV的步长自动扫描,并显示、存储相应的电压、电流值。

扫描完成后,仪器自动进入数据查询状态,此时查询指示灯亮,显示区显示扫描起始电压和相应的电流值。

用电压调节键改变电压值,就可查阅到在测试过程中,扫描电压为当前显示值时相应的电流值。

读取电流为零时对应的,以其绝对值作为该波长对应的U 的值,并将数据记于表1中。

表1 U0—关系光阑孔Φ= mm波长λi(nm) 365.0 404.7 435.8 546.1 577.0 频率(×Hz) 8.214 7.408 6.879 5.490 5.196截止电压V) 手动自动按“查询”键,查询指示灯灭,系统回复到扫描围设置状态,可进行下一次测量。

将仪器与示波器连接,可观察到为负值时各谱线在选定的扫描围的伏安特性曲线。

3、测光电管的伏安特性曲线:此时,将“伏安特性测试/截止电压测试” 状态键切换至伏安特性测试状态。

“电流量程”开关应拨至A 档,并重新调零。

将直径4mm 的光阑及所选谱线的滤色片装在光电管暗盒光输入口上。

测伏安特性曲线可选用“手动/自动”两种模式之一,测量的最大围为-1~50V 。

手动测量时每隔0.5V 记录一组数据,自动测量时步长为1V 。

记录所测及I 的数据。

① 从低到高调节电压,记录电流从零到非零点所对应的电压值并作为第一组数据,以 后电压没变化一定值(可选为1V )记录一组数据到数据记录表中。

换上546nm 的滤色片,重复上述实验步骤。

②在为50V 时,将仪器设置为手动模式,测量记录同一谱线、同一入射距离、光阑分别为2mm,4mm,8mm 时对应的电流值于数据记录表中。

③在为50V 时,将仪器设置为手动模式,测量并记录同一谱线、同一光阑、不同入射距离时对应的电流值于数据记录表中。

【实验数据处理】 (1)求普朗克常数实验中测得的数据如下表所示: 与关系数据记录表 光缆孔mm 4=Φ 波长i λ/nm365.0 404.7 435.8 546.1 577.0 频率)10/(14⨯i ν8.214 7.408 6.897 5.490 5.196 截止电压U 0i /V-1.838-1.460-1.326-0.812-0.668由实验数据得到的截止电压U 0与光频率的关系如下图所示:截止电压与光频率的关系曲线由可知,上述直线的斜率为eh,则普朗克常量为:s J s J h ⋅⨯=⋅⨯⨯⨯=---141914100.610602.1103746.0而由最小二乘法的得到的斜率的标准差为013945.0=b s ,则可知所求的普朗克常量h 的不确定度为:s J s et eU U b b h ⋅⨯=⨯⨯⨯⨯=⋅==---34141995.0107.010013945.018.310602.1)3(测得的普朗克常量h 与公认值0h 的相对误差为:094.010626.610626.6100.634343400-=⋅⨯⋅⨯-⋅⨯=-=---sJ sJ s J h h h E实验得到的普郎克常数为: s J h ⋅⨯±=-3410)7.00.6(。

(2) 做出两种波长及光强的伏安特性曲线 实验中,得到的实验数据记录表如下:对于435.8nm 的滤色片,入射距离L=400mm,光阑4nm ,数据记录为:AK U I -关系V U AK / -1 0 1 2 3 4 5 6789 )10/(10A I -⨯1.52.74.16.37.58.610.2 11.8 13.614.8y = -0.3746x + 1.2673R 2 = 0.9959-2-1.8-1.6-1.4-1.2-1-0.8-0.6-0.4-0.200123456789光的频率Vi/(10^14Hz)截止电压U o i /V对于546.1nm 的滤色片,入射距离L=400mm,光阑4nm ,数据记录为:AK U I -关系由实验得到的数据绘制出的两种波长及光强的伏安特性曲线如下:不同波长及光强下的伏安特性曲线(3)由于照到光电管上的光强与光阑面积成正比,用②中数据验证光电管的饱和光电流与 入射光强成正比;同样用③中数据验证光电流与入射光强成正比。

对于实验②:在为50V 时,将仪器设置为手动模式,测量记录同一谱线、同一入射距离、光阑分别为2mm,4mm,8mm 时对应的电流值,数据记录表如下:P I M -关系V U AK 50=nm L 400=435.8nm光阑孔Φ2mm 4mm 8mm )10/(10A I -⨯9.3 33.8 140.3 546.1nm光阑孔Φ2mm 4mm 8mm )10/(10A I -⨯3.412.349.5-50510152025303540-10102030405060阴极电流为零时对应电压V/v光电流I /(10^-10A )波长为435.8nm波长为546.1nm由实验数据得到饱和光电流与光阑面积的关系曲线如下:饱和光电流I 与光阑面积S 的关系曲线图由图可知,饱和光电流I 与光阑面积S 在入射光波长不变时成正比例关系,而光强又与光阑面积成正比,从而验证了光电管的饱和电流与入射光强成正比。

对于实验③,在为50V 时,将仪器设置为手动模式,测量并记录同一谱线、同一光阑、不同入射距离时对应的电流值,来验证光电流与入射光强成正比。

数据记录表如下:P I M -关系V U AK 50=nm L 400=435.8nm入射距离L/mm200 250 300 350 400 )10/(10A I -⨯51.0 28.3 18.2 12.5 9.3 546.1nm入射距离L/mm200 250 300 350 400 )10/(10A I -⨯19.010.46.84.63.4y = 2.7923x - 0.2695R 2 = 0.9998y = 0.9805x + 0.1715R 2 = 1204060801001201401600102030405060光阑面积S/(mm^2)饱和光电流/(10^-10A )波长为435.8nm波长为546.1nm对于光阑面积S 不变时,由于入射距离的变化,使同一波长光的光强发生改变。

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