光伏效应实验报告

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光伏发电系统实验报告总结

光伏发电系统实验报告总结

光伏发电系统实验报告总结一、引言光伏发电系统是一种利用太阳能转化为电能的技术。

本次实验旨在探究光伏发电系统的工作原理、影响因素以及其在实际应用中的效果。

二、实验设计与方法1. 实验设备:光伏电池板、直流电源、电流表、电压表、电阻器等。

2. 实验步骤:2.1 设置光伏电池板与直流电源的连接;2.2 通过电流表和电压表实时监测电流和电压的变化;2.3 调节直流电源的输出电压,记录相应的电流值;2.4 改变光照强度,观察电流和电压的变化。

三、实验结果1. 工作原理:光伏电池板通过光照作用产生电流,光照强度越高,产生的电流越大。

2. 影响因素:2.1 光照强度:光照强度越高,光伏电池板产生的电流越大;2.2 温度:温度升高会导致光伏电池板的效率降低,因此要尽量保持较低的工作温度;2.3 阴影遮挡:光伏电池板表面的阴影会导致部分电池单元无法正常工作,影响整体发电效果。

四、实验讨论1. 光伏发电系统的优势:光伏发电系统具有清洁、可再生、无噪音等优势,对环境友好,并且具有潜力成为未来主要的能源来源之一。

2. 光伏发电系统的应用:光伏发电系统广泛应用于家庭、工业、农业等领域,可以为电力供应提供可靠的解决方案。

五、实验结论通过本次实验,我们深入了解了光伏发电系统的工作原理和影响因素。

光照强度是影响光伏发电效果的关键因素,而温度和阴影遮挡也会影响其发电效率。

光伏发电系统具有许多优势,并且在各个领域有着广泛的应用前景。

六、实验感想通过本次实验,我们更加深入地了解了光伏发电系统的原理和应用。

光伏发电作为一种清洁能源技术,对于解决能源问题和减少环境污染具有重要意义。

希望未来能够进一步研究和应用光伏发电技术,促进可持续发展。

光伏发电的原理与应用实验报告

光伏发电的原理与应用实验报告

光伏发电的原理与应用实验报告1. 引言光伏发电是一种通过将光能转化为电能的技术,利用太阳辐射中的能量进行发电。

随着能源需求的增加和对可再生能源的需求不断上升,光伏发电作为一种清洁、可再生的能源形式,受到了广泛的关注和应用。

在本实验中,我们将通过搭建一个光伏发电实验装置,了解光伏发电的原理,并探究其在实际应用中的效果和可能存在的问题。

2. 实验目的•了解光伏发电的原理和工作机制•探究光伏发电在不同光照条件下的效果•分析光伏发电系统的优缺点及其在实际应用中的潜力3. 实验装置和方法3.1 实验装置本实验使用的光伏发电实验装置包括: - 太阳能电池板 - 电流表和电压表 - 太阳能充电控制器 - 电池组 - 逆变器3.2 实验方法1.将太阳能电池板连接到电流表和电压表上,并连接到太阳能充电控制器。

2.将太阳能充电控制器连接到电池组,确保电池组已经充满。

3.将逆变器连接到电池组上,将负载(如灯泡或电子设备)连接到逆变器上。

4.根据日光情况,观察电流表和电压表的读数,记录数据。

4. 实验结果与分析4.1 光照条件对光伏发电的影响根据实验数据分析,我们可以得出以下结论: - 光照强度越高,光伏发电效果越好,即电流和电压值越高。

- 在光照较弱或没有太阳光的情况下,光伏发电效果明显下降,甚至无法正常发电。

4.2 光伏发电系统的优缺点光伏发电系统具有以下优点:- 清洁环保,不产生二氧化碳等污染物- 可再生,太阳能是无限可用的资源 - 适用于分布式发电,可以在任何地方进行安装和使用然而,光伏发电系统也存在一些缺点: - 能量密度较低,需要较大面积的太阳能电池板才能输出足够的电能 - 成本较高,设备、安装和维护费用较高 - 受天气条件影响较大,光伏发电效果在阴天或夜晚明显下降4.3 光伏发电在实际应用中的潜力尽管光伏发电系统存在一些局限性,但它仍然具有广阔的应用前景。

在以下领域中,光伏发电技术有着巨大的潜力: 1. 家庭和商业建筑的分布式发电系统,帮助减少对传统电网的依赖,降低能源消耗成本。

光伏 研究报告

光伏 研究报告

光伏研究报告光伏研究报告光伏技术是利用光能将太阳辐射能转化为电能的一项重要技术。

随着能源危机的日益严重以及新能源开发的迫切需求,光伏技术受到了广泛关注和研究。

本研究报告将从光伏技术的原理、发展状况以及未来展望等方面进行探讨。

一、光伏技术原理光伏效应是光伏技术的基础。

当光能照射在光电材料上时,会激发电子跃迁至导带中,产生电流。

通常,光伏电池由多个层次的光电材料组成,其中包括P型半导体和N型半导体,当光照射在PN结上时,产生扩散和漂移电流,从而产生电能。

二、光伏技术的发展状况光伏技术的发展经历了数十年的努力,取得了显著的进展。

日前,光伏技术已经成为了世界上最快发展的新能源之一。

目前,全球光伏总装机容量已经超过了2万兆瓦,占全球新能源总装机容量的40%以上。

此外,光伏组件的产量也在不断增加,成本也在不断降低,这也有助于推动光伏技术的发展。

三、光伏技术的应用领域光伏技术目前主要应用于以下几个领域:1.太阳能供电系统:光伏技术可以将太阳能转化为电能,供给家庭、企业和公共设施使用,解决了能源供应的问题。

2.农业领域:光伏技术可以应用于农业灌溉、温室种植、冷藏等方面,提高农业生产效率。

3.交通运输领域:光伏技术可以应用于电动汽车、公交车、地铁等交通工具的动力系统,减少对传统能源的依赖。

4.建筑物领域:光伏技术可以应用于建筑物的外墙、屋顶和窗户等位置,发挥太阳能的作用,减少能源消耗。

四、光伏技术的挑战与未来展望目前,光伏技术还面临着一些挑战。

首先,光伏电池的转换效率尚有提升空间,目前主流太阳能电池的效率约为20%左右,还可以进一步提高。

其次,光伏电池的成本仍然较高,导致光伏电力的价格偏高。

此外,光伏技术在不同气候和地理条件下的适用性也存在一定差异。

未来,光伏技术仍然有很大的发展潜力。

一方面,随着科技的不断进步,光伏电池的转换效率有望进一步提高,并且成本也将逐渐降低。

另一方面,随着能源需求的不断增加和环境意识的提高,光伏技术有望成为主流能源之一,替代传统能源,减少对化石能源的依赖。

太阳能光伏发电原理与应用实验报告资料

太阳能光伏发电原理与应用实验报告资料

太阳能光伏发电原理与应用实验报告资料一、实验目的1.了解太阳能光伏发电的基本原理;2.熟悉太阳能光伏电池的结构和工作原理;3.掌握太阳能光伏电池的性能参数测量以及光照条件与电压之间的关系。

二、实验仪器与材料仪器:太阳能光伏电池板、直流电源、万用表、电流表、电压表材料:密封玻璃容器、黑白铜板、导线、短路开关、光源三、实验原理太阳能光伏发电原理基于光生电效应,光照条件下通过光伏电池将太阳能转化为电能。

光伏电池是由两个不同材质的半导体层组成,形成“p-n”结。

当光照射到光伏电池上时,光子能量被电子吸收,激发出电子从价带跃迁到导带,产生电流。

四、实验步骤1.将太阳能光伏电池板安装在密封玻璃容器上,并保持容器内真空环境。

2.将黑白铜板固定在容器正上方,作为光源反射板。

3.按照实验电路连接光伏电池、直流电源以及万用表、电流表和电压表。

4.打开直流电源,设定合适的电压,调节电流和电压表的量程。

5.观察并记录不同光照条件下电流和电压的变化。

6.测量不同光照条件下的输出功率,计算各组数据的转化效率。

五、实验结果与分析根据实验数据,我们可以得到不同光照条件下的电流和电压的关系,进而计算出各组数据的转化效率。

六、实验结论通过本实验,我们了解到太阳能光伏发电的基本原理,熟悉了太阳能光伏电池的结构和工作原理。

在实验中,我们还掌握了太阳能光伏电池的性能参数测量以及光照条件与电压之间的关系。

太阳能光伏发电是一种可再生、清洁的能源,具有广阔的应用前景。

实验的结果表明,在不同光照条件下,光伏电池的输出电压和电流存在明显的变化,说明光照强度对太阳能光伏发电效果有较大的影响。

光伏效应实验报告

光伏效应实验报告

光伏效应实验报告篇一:光伏效应实验报告篇一:半导体光伏效应实验实验4 半导体光伏效应实验本实验以单晶硅太阳能电池为例,通过实验让学生了解太阳能光伏电池的机理,学习和掌握测量短路电流的方法和技巧,以及光电转换的基本参数测量。

一、实验目的1、初步了解太阳能电池机理2、测量太阳能电池开路电动势、短路电流、内阻和光强之间关系3、在恒定光照下测量光电流、输出功率与负载之间关系二、实验原理在p型半导体上扩散一薄层施主杂质而形成的p-n结(如图1),由于光照,在a 、b电极之间出现一定的电动势。

在有外电路时,只要光照不停止,就会源源不断地输出电流,这种现象称为光伏效应。

利用它制成的元器件称之为太阳能电池。

光伏效应最重大的应用是可以将阳光直接转换成电能,是当今世界众多国家致力研究和开拓应用的课题。

从光伏效应的机理可知,太阳能电池输出的电流il是光生电流ip和在光生电压vp作用下产生的p-n结正向电流if之差,即il?ip?if 。

根据p-n结的电流和电压关系qvpif=is(ekt- 1)is为反向饱和电流,式中vp是光生电压,所以输出电流qvpil=ip–is(ekt- 1) (1)此即光电流表达式。

通常ip>>is,上式括号内的1可忽略。

对于太阳能电池有外加偏压时,(1)式应改为qv图1 光伏效应结构示意图il=il+i=il+is(ekt- 1)(2)qv上式中is(ekt- 1),就是p-n结在外加偏压v作用下的电流。

图2中的(a)(b)两条曲线分别表示无光照和有光照时太阳能电池的i-v 特性,由此可知,太阳能电池的伏安特性曲线相当于把p-n结的伏安特性曲线向下平移,它在横轴与纵轴的截距分别给出了voc和isc 。

图2太阳能电池的伏安特性实验表明:在v=0情况下,当太阳能电池外接负载电阻rl,其输出电压和电流均随rl变化而变化。

只有当rl取某一定值时输出功率才能达到最大值pm,即所谓最佳匹配阻值rl?rlb,而rlb则取决于太阳能电池的内阻ri=vocvocisc。

关于光伏的实验报告doc

关于光伏的实验报告doc

关于光伏的实验报告篇一:光伏发电实验报告太阳能电池板伏安特性测试实验报告学院:机电工程学院专业:电子科学与技术年级:09 姓名:吴福川学号:091203025 指导教师:刘银春一、实验目的1、了解并掌握光伏发电的原理2、了解太阳能电池板的开路电压、短路电流及功率曲线3、了解太阳能电池板的转换效率4、熟悉太阳能表和太阳能电池测试仪的功能二、实验内容1、光伏电池的开路电压与短路电流特性测试2、光伏发电的负载福安特性测试3、最大输出功率与光照强度的关系测试三、实验仪器四、实验原理太阳能电池在没有光照时其特性可视为一个二极管,在没有光照时其正向偏压U与通过电流I的关系式为:I?Io?(e?U?1) (1)(1)式中,Io和?是常数。

由半导体理论,二极管主要是由能隙为EC?EV的半导体构成,如图1所示。

EC为半导体导电带,EV为半导体价电带。

当入射光子能量大于能隙时,光子会被半导体吸收,产生电子和空穴对。

电子和空穴对会分别受到二极管之内电场的影响而产生光电流。

假设太阳能电池的理论模型是由一理想电流源(光照产生光电流的电流源)、一个理想二极管、一个并联电阻Rsh 与一个电阻Rs所组成,如图2所示。

图2中,Iph为太阳能电池在光照时的等效电源输出电流,Id为光照时通过太阳能电池内部二极管的电流。

由基尔霍夫定律得:IRs?U?(Iph?Id?I)Rsh?0 (2)(2)式中,I为太阳能电池的输出电流,U为输出电压。

由(1)式可得,I(1?RsRsh)?Iph?URsh?Id (3)假定Rsh??和Rs?0,太阳能电池可简化为图3所示电路。

这里,I?Iph?Id?Iph?I0(e?U?1)。

在短路时,U?0,Iph?Isc;?U而在开路时,I?0,Isc?I0(eoc?1)?0;?UOC?1?ln[IscI0(本文来自: 小草范文网:关于光伏的实验报告)?1] (4)(4)式即为在RSh??和RS?0的情况下,太阳能电池的开路电压UOC和短路电流ISC的关系式。

光伏研究报告范文

光伏研究报告范文

光伏研究报告范文总结本研究报告旨在研究光伏(太阳能光伏)技术的发展和应用情况。

太阳能光伏是一种可再生能源技术,被广泛应用于电力生产和绿色能源领域。

通过对光伏的工作原理、发展历程和应用场景的研究,我们可以认识到光伏的巨大潜力和未来发展的方向。

引言太阳能光伏是一种将太阳能转化为电能的技术。

通过将光能转化为电能,光伏技术可以帮助我们实现清洁能源的利用和减少对传统能源的依赖。

本研究报告将探讨光伏的工作原理、发展历程和应用情况,以及未来的发展前景。

工作原理光伏的工作原理是通过光电效应将太阳能转化为直流电能。

光电效应是一种光子与半导体材料相互作用的现象,当光照射到半导体材料上时,将激发出电子,从而产生电流。

这个过程通过光伏电池来实现,光伏电池是由多个组成层叠而成的太阳能电池元件。

发展历程光伏技术起源于19世纪,但直到20世纪才开始得到广泛应用。

1960年,第一块光伏电池被生产出来,随后太阳能光伏技术在航空航天领域得到了应用。

在20世纪70年代,由于石油危机的影响,人们开始重视研究和开发太阳能光伏技术。

随着技术的发展,光伏电池的效率不断提高,成本不断降低,太阳能光伏开始在工业和家庭电力供应领域得到广泛应用。

应用情况太阳能光伏技术目前已经被广泛应用于电力生产和绿色能源领域。

在电力生产领域,光伏电池被安装在太阳能电池板上,这些太阳能电池板可以安装在屋顶上或者太阳能电站上。

通过将太阳能转化为电能,光伏技术为电力供应提供了一种绿色和可再生的选择。

在绿色能源领域,光伏被广泛应用于太阳能发电、太阳能热水器和太阳能灯等。

未来前景光伏技术在未来有着巨大的发展潜力。

首先,随着技术的不断进步和成本的不断下降,光伏电池的效率将继续提高,成本将继续降低,使得光伏技术在市场上更具竞争力。

其次,光伏技术可以与其他清洁能源技术相结合,实现能源资源的互补利用和供应的稳定性,如与风能、水能等结合应用。

而且,光伏技术在机械、建筑和交通等领域的应用也将不断扩大。

光伏社会实践心得总结报告

光伏社会实践心得总结报告

光伏社会实践心得总结报告光伏社会实践心得总结报告引言光伏(Photovoltaic)是指利用光电效应直接将太阳能转化为电能的一种技术。

随着能源危机和环境污染问题的日益严重,光伏发电作为一种清洁、可再生的能源,受到了广泛关注。

本次光伏社会实践是我在大学期间的一次难得的机会,通过参与社会实践,我不仅对光伏领域有了更深入的了解,还感受到了光伏技术对我国能源发展的巨大潜力。

本报告旨在总结和归纳我在光伏社会实践中的心得和体会,以及对未来光伏发展的展望。

一、社会实践概况1.1 实践目的和意义本次光伏社会实践的主要目的是深入了解光伏技术的原理、应用和市场情况,为未来的工作和研究打下基础。

光伏技术作为一种绿色清洁能源技术,对于节能减排、可持续发展具有重要意义。

通过实践活动,旨在拓宽学生的视野,培养学生的实践能力和创新意识。

1.2 实践内容和方式本次光伏社会实践主要包括参观光伏电站、参与实际光伏项目的设计和施工。

通过与实践导师和业界专家的交流和指导,学生们掌握了光伏技术的基本原理和应用实践,从理论到实践进行了全方位的学习和体验。

二、实践过程和经验2.1 光伏技术的基本原理和应用在实践过程中,我们首先学习了光伏技术的基本原理,包括光电效应、PN结的形成和工作原理等。

通过实验和模拟计算,我们深入了解了光伏电池的发电效率和效用系数等重要指标。

2.2 光伏市场的现状和发展趋势在参观光伏电站和与业界专家的交流中,我们对光伏市场的现状和发展趋势有了更深入的了解。

光伏技术已经逐渐成熟,且随着技术的进步和成本的降低,光伏发电在全球范围内得到了广泛应用。

尤其是在我国,政府出台了一系列支持政策,促进了光伏产业的快速发展。

2.3 实践中遇到的问题和解决方法在实践过程中,我们也遇到了一些技术难题和实际问题,例如光伏电站的设计和电池组的优化配置等。

通过与导师和专家的讨论和指导,我们一步步解决问题,不断提升自己的实践能力和解决问题的能力。

三、实践收获和体会3.1 对光伏技术的进一步认识通过参与光伏社会实践,我对光伏技术有了更深入的认识和了解。

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篇一:半导体光伏效应实验实验4 半导体光伏效应实验本实验以单晶硅太阳能电池为例,通过实验让学生了解太阳能光伏电池的机理,学习和掌握测量短路电流的方法和技巧,以及光电转换的基本参数测量。

一、实验目的1、初步了解太阳能电池机理2、测量太阳能电池开路电动势、短路电流、内阻和光强之间关系3、在恒定光照下测量光电流、输出功率与负载之间关系二、实验原理在p型半导体上扩散一薄层施主杂质而形成的p-n结(如图1),由于光照,在a 、b电极之间出现一定的电动势。

在有外电路时,只要光照不停止,就会源源不断地输出电流,这种现象称为光伏效应。

利用它制成的元器件称之为太阳能电池。

光伏效应最重大的应用是可以将阳光直接转换成电能,是当今世界众多国家致力研究和开拓应用的课题。

从光伏效应的机理可知,太阳能电池输出的电流il是光生电流ip和在光生电压vp作用下产生的p-n结正向电流if之差,即il?ip?if 。

根据p-n结的电流和电压关系qvpif=is(ekt- 1)is为反向饱和电流,式中vp是光生电压,所以输出电流qvpil=ip–is(ekt- 1) (1)此即光电流表达式。

通常ip>>is,上式括号内的1可忽略。

对于太阳能电池有外加偏压时,(1)式应改为qv图1 光伏效应结构示意图il=il+i=il+is(ekt- 1)(2)qv上式中is(ekt- 1),就是p-n结在外加偏压v作用下的电流。

图2中的(a)(b)两条曲线分别表示无光照和有光照时太阳能电池的i-v 特性,由此可知,太阳能电池的伏安特性曲线相当于把p-n结的伏安特性曲线向下平移,它在横轴与纵轴的截距分别给出了voc和isc 。

图2太阳能电池的伏安特性实验表明:在v=0情况下,当太阳能电池外接负载电阻rl,其输出电压和电流均随rl变化而变化。

只有当rl取某一定值时输出功率才能达到最大值pm,即所谓最佳匹配阻值rl?rlb,而rlb则取决于太阳能电池的内阻ri=vocvocisc。

因和isc均随光照强度的增强而增大,所不同的是voc与光强的对数成正比,isc和ri都是太阳能电池的重要参数,最大输出功率pm和voc与isc乘积之比ff=pmvocisc与光强(在弱光下)成正比,所以ri亦随光强度变化而变化。

如图3所示。

voc 、isc(3)ff是表征太阳能电池性能优劣的指标,称为填充因子。

ff越大,太阳能电池的转换效率就越高。

ff最大值约为0.75-0.85。

太阳能电池的等效电路(如图4),在一定负载电阻rl范围内可以近似地视为一个电流源ips 与内阻ri并联,和一个很小的电极电阻rs串联的组合。

图3 开路电动势、短路电流与光强关系曲线图4 太阳能电池等效电路四、实验方法1、光强调节与强度的表示本实验所用光源为led(发光二极管),根据led的输出功率与驱动电流呈线性关系,利用改变led的静态工作电流确定光强的相对值。

仪器设定led的工作电流调节范围为0-20ma ,对应显示器上的数值为0-2000 。

也可用“归一”法表示光强,即设jm为最大光强,j为改变后的光强,则 j/jm为无量纲的相对光强。

2、标尺的设定为了调节光源与光电池的间距和试样表面光照的均匀度,设置了水平及垂直方向可调的标尺。

选择三色发光管中任一颜色光源,接通led驱动电源,调节id指示为1000左右,功能切换开关置voc档。

将水平标尺调到10mm左右;再调垂直标尺,使开路电压voc达到最大值,并保持该状态直至该颜色光源的所有实验完毕为止。

由于三色led的发光中心不在同一点,所以对不同颜色光源,都应按照上述方法重新调试垂直标尺。

3、 led驱动电流源粗调和细调旋钮的使用id的调节通过粗调和细调旋钮来实现。

细调旋钮只在id输出较高时起作用,如id显示为1900时,最后一位“0”可能会跳动,这时可通过调节细调旋钮使其稳定。

五、实验内容1、测量开路电动势voc与光强id的关系测量线路如图5所示。

将功能切换开关打到voc档,然后将面板上voc(毫伏表)正、负输入端与pv装置的太阳能电池正、负输出端对应连接。

按实验所需光源颜色,接通led驱动电源。

并调节标尺找到实验最佳工作状态。

调节id= 0(即将粗调和细调旋钮旋至最小),此时由于pv装置不完全密封(如导线的入口处),可能有光线漏进装置中,使得voc显示不为0。

调节id测量不同光强下,太阳能电池的开路电动势voc 。

将数据记入表1,并绘制voc~id 曲线,说明其关系。

图5 测量开路电压voc线路图表12、短路电流isc的测量测量线路图如图6所示。

将功能切换开关打到isc档(注:在开启“dc 0-1v电源”前请先确认i0旋钮旋转到最小处,以防在瞬间接通时us处于较大值,损坏太阳能电池);调节dc 0-1v 电源us输出,使微安表读数i0为10.00-18.00?a(建议取10.00?a)。

在某一光强id下,改变可调电阻r ,使流过检流计(g)的电流ig为零。

此时ab两点之间和ac两点之间的电压应相等,即vab=vac 。

因而ir=i0r0,即短路电流isc=i=i0r0r(r0为微安计内阻,为10k?)图6 测量短路电流isc线路图测量不同红光光强下,短路电流isc与光强id的关系,将数据记入表2,并绘制isc~id 曲线,说明其关系。

表23、按下式求出太阳能电池的内阻ri,并绘制ri~id曲线(自拟表格),说明其关系。

ri?vocisc4、流过负载电流il与负载两端电压vl关系测量选择红光光源进行实验。

测量线路如图7所示。

r*为实验仪上标示的il取样电阻,为10 kω;rl为功能切换开关打到il档。

太阳能电池在恒定光照下(取id约为1000),测量在不同负载电阻rl时流过的电流il与输出电压vl=il?rl?r?? ,将数据记入表3,并绘制il~vl曲线。

*图7 负载特性测量线路图图8 光电流与负载电阻两端电压关系曲线计算不同负载电阻下输出功率p,即p=vlil,并绘出p~rl曲线,说明其关系,确定pm时的rlb及填充因子ff?pmvocisc。

表3篇二:光电效应测普朗克常量实验报告三、实验原理 1. 光电效应当一定频率的光照射到某些金属表面上时,可以使电子从金属表面逸出,这种现象称为光电效应。

所产生的电子,称为光电子。

光电效应是光的经典电磁理论所不能解释的。

当金属中的电子吸收一个频率为v的光子时,便获得这光子的全部能量hv,如果这能量大于电子摆脱金属表面的约束所需要的脱出功w,电子就会从金属中逸出。

按照能量守恒原理有:(1)上式称为爱因斯坦方程,其中m和?m是光电子的质量和最大速度,是光电子逸出表面后所具有的最大动能。

它说明光子能量hv小于w时,电子不能逸出金属表面,因而没有光电效应产生;产生光电效应的入射光最低频率v0=w/h,称为光电效应的极限频率(又称红限)。

不同的金属材料有不同的脱出功,因而υ0也是不同的。

由(1)式可见,入射到金属表面的光频率越高,逸出的电子动能必然也越大,所以即使阴极不加电压也会有光电子落入阳极而形成光电流,甚至阳极电位比阴极电位低时也会有光电子落到阳极,直至阳极电位低于某一数值时,所有光电子都不能到达阳极,光电流才为零。

这个相对于阴极为负值的阳极电位被称为光电效应的截止电压。

显然,有代入(1)式,即有(3)由上式可知,若光电子能量,则不能产生光电子。

产生光电效应的最低频率是(2),通常称为光电效应的截止频率。

不同材料有不同的逸出功,因而也不同。

由于光的强弱决定于光量子的数量,所以光电流与入射光的强度成正比。

又因为一个电子只能吸收一个光子的能量,所以光电子获得的能量与光强无关,只与光子ν的频率成正比,,将(3)式改写为(4)上式表明,截止电压是入射光频率ν的线性函数,如图2,当入射光的频率时,截止电压,没有光电子逸出。

图中的直线的斜率是一个正的常数:(5)由此可见,只要用实验方法作出不同频率下的通过式(5)求出普朗克常数 h。

其中曲线,并求出此曲线的斜率,就可以是电子的电量。

图2 u0-v 直线2. 光电效应的伏安特性曲线图3是利用光电管进行光电效应实验的原理图。

频率为ν、强度为p的光线照射到光电管阴极上,即有光电子从阴极逸出。

如在阴极k和阳极a之间加正向电压,它使k、a之间建立起的电场对从光电管阴极逸出的光电子起加速作用,随着电压的增加,到达阳极的光电子将逐渐增多。

当正向电压增加到时,光电流达到最大,不再增加,此时即称为饱和状态,对应的光电流即称为饱和光电流。

图3 光电效应原理图由于光电子从阴极表面逸出时具有一定的初速度,所以当两极间电位差为零时,仍有光电流i存在,若在两极间施加一反向电压,光电流随之减少;当反向电压达到截止电压时,光电流为零。

图4 入射光频率不同的i-u曲线图5 入射光强度不同的i-u曲线爱因斯坦方程是在同种金属做阴极和阳极,且阳极很小的理想状态下导出的。

实际上做阴极的金属逸出功比作阳极的金属逸出功小,所以实验中存在着如下问题:(1)暗电流和本底电流。

当光电管阴极没有受到光线照射时也会产生电子流,称为暗电流。

它是由电子的热运动和光电管管壳漏电等原因造成的。

室内各种漫反射光射入光电管造成的光电流称为本底电流。

暗电流和本底电流随着k、a之间电压大小变化而变化。

(2)阳极电流。

制作光电管阴极时,阳极上也会被溅射有阴极材料,所以光入射到阳极上或由阴极反射到阳极上,阳极上也有光电子发射,就形成阳极电流。

由于它们的存在,使得i~u曲线较理论曲线下移,如图6所示。

图6 伏安特性曲线五、数据记录与处理 1、零电流法测h第一组:普朗克常数:6.65×j·s 误差0.30%第二组:普朗克常数:6.64×第三组:普朗克常数:6.64×2、补偿法测h 普朗克常数:6.68×j·s 误差0.88%j·s 误差0.26% j·s 误差0.21%3、伏安特性曲线见下页。

六、思考讨论1、什么是光电效应,及内,外光电效应和单光子,多光子光电效应。

当一定频率的光照射到某些金属表面上时,可以使电子从金属表面逸出,这种现象称为光电效应。

所产生的电子,称为光电子。

常说的光电效应是外光电效应,即电子从金属表面逸出。

内光电效应是光电效应的一种,主要由于光量子作用,引发物质电化学性质变化。

内光电效应又可分为光电导效应和光生伏特效应。

光电导效应:当入射光子射入到半导体表面时,半导体吸收入射光子产生电子空穴对,使其自生电导增大。

光生伏特效应:当一定波长的光照射非均匀半导体(如pn结),在自建场的作用下,半导体内部产生光电压。

篇三:关于各种物理效应实验专题的报告关于各种物理效应实验专题的报告【摘要】:本文主要对各种物理效应实验专题(液晶电光效应、太阳能电池伏安特性的测量、光电效应)作简要的原理介绍,同时对实验结果进行了阐述和分析,并且由实验结果分析得到相关实验结论。

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