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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佛山科学技术学院实 验 报 告课程名称 实验项目 专业班级 姓名 学 号 指导教师 成绩 日 期 年 月 日 一、实验目的1.了解光电效应的规律,加深对光的量子性的理解; 2.测量光电管的伏安特性曲线;3.学习验证爱因斯坦光电效应方程的实验方法,测量普朗克常数。

二、实验仪器光电效应(普朗克常数)实验仪(详见本实验附录A ),数据记录仪。

三、实验原理1.光电效应及其基本实验规律当一定频率的光照射到某些金属表面时,会有电子从金属表面即刻逸出,这种现象称为光电效应。

从金属表面逸出的电子叫光电子,由光子形成的电流叫光电流,使电子逸出某种金属表面所需的功称为该金属的逸出功。

研究光电效应的实验装置示意图如图1所示。

GD 为光电管,它是一个抽成真空的玻璃管,管内有两个金属电极,K 为光电管阴极,A 为光电管阳极;G 为微电流计;V 为电压表;R 为滑线变阻器。

单色光通过石英窗口照射到阴极上时,有光电子从阴极K 逸出,阴极释放出的光电子在电场的加速作用下向阳极A迁移形成光电流,由微电流计G 可以检测光电流的大小。

调节R 可使A 、K 之间获得连续变化的电压AK U ,改变AK U ,测量出光电流I 的大小,即可测出光电管的伏安特性曲线,如图2(a)、(b)所示。

图2 光电效应的基本实验规律光电效应的基本实验规律如下:(1)对应于某一频率,光电效应的AK -I U 关系如图2(a)所示。

从图中可见,对一定的频率,有一电压0U ,当AK 0U U ≤时,光电流为零,这个相对于阴极的负值的阳极电压0U ,称为截止电压。

图1 光电效应实验示意图(2)当AK 0U U ≥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,如图2(b)所示。

(3)对于不同频率的光,其截止电压的值不同,如图2(a)所示。

(4)截止电压0U 与频率v 的关系如图2(c)所示。

0U 与ν成正比。

当入射光频率低于某极限值0v (随不同金属而异)时,无论光的强度如何,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0v ,在开始照射后立即有光电子产生,所经过的时间至多为910-秒的数量级。

2.爱因斯坦光电效应方程上述光电效应的实验规律无法用电磁波的经典理论解释。

为了解释光电效应现象,爱因斯坦根据普朗克的量子假设,提出了光子假说。

他认为对于频率为ν的光波,每个光子的能量为E h ν=,h 为普朗克常数。

当光子照射到金属表面上时,一次性为金属中的电子全部吸收,而无须积累能量的时间。

电子把该能量的一部分用来克服金属表面对它的吸引力,另一部分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2012h m W νυ=+(1)式中,W 为被光线照射的金属材料的逸出功,2012m υ为从金属逸出的光电子的最大初动能。

由式(1)可知,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(即加反向电压)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20012eU m υ=(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AK U 时I 再变化,光电流出现饱和,饱和光电流M I 的大小与入射光的强度P 成正比。

光子的能量hv W <时,电子一次性吸收的能量不足以使之脱离金属,此时光强再大也没有光电流产生。

因此产生光电效应的最低频率是0/v W h =,该频率称为截止频率。

3.普朗克常数的测量 将式(2)代入式(1)可得0eU hv W =-(3)此式表明,对于同一种金属而言,电子的逸出功是一定的,截止电压0U 是频率v 的线性函数,直线斜率k h e =,如图2(c)所示。

因此,只要用实验方法得出不同的频率光照时对应的截止电压,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。

四、实验内容与步骤1.测试前的准备(1)将测试仪及汞灯电源接通(汞灯一旦开启不要随意关闭),预热20分钟。

(2)把汞灯及光电管暗箱遮光盖盖上,将汞灯暗箱光输出口对准光电管暗箱光输入口,调整光电管于汞灯距离约30 cm 并保持不变。

(3)用专用连接线将光电管暗箱电压输入端与测试仪电压输出端(后面板上)连接起来(红-红,黑-黑)。

(4)仪器在充分预热后,进行测试前调零,将“电流倍率”选择开关拨至零点挡位,旋转“调零”旋钮,电流指示为000.0。

将“电流倍率”选择开关拨至校准挡位,旋转“校准”旋钮电流指示为100.0,将“电流倍率”选择开关拨至1210-挡,进行测量挡调零,旋转“调零”旋钮电流指示为0.0。

(5)用高频匹配电缆将光电管暗箱电流输出端K 与测试仪微电流输入端(后面板上)连接起来。

2.测量光电管的伏安特性曲线将电压选择按键置于-2~+2 V 挡;将“电流量程”选择开关置于1210-挡。

(1)将滤色片旋转到365.0 nm ,调光阑到4 mm 挡。

(2)从低到高调节电压,记录电流从非零到零点所对应的电压值,作为数据表格1(请自行设计表格)的前面部分(精细),以后电压每变化一定值(可调节电压挡到-2~+20 V ),记录相应的电流值到数据表格1的后面部分。

(3)将滤色片分别旋转到404.7 nm 、435.8 nm 、546.1 nm 、578.0 nm ,从低到高调节电压,记录对应的电流值填入表格1中(注意:选择合适“电压挡”和“电流量程”)。

(4)用表格1中的数据在坐标纸上作对应波长及光强的伏安特性曲线(以电压值作为横坐标、电流值作为纵坐标)。

3.验证光电管的饱和光电流与入射光强成正比当AK U 为20 V 时,将“电流量程”选择开关置于相应的电流挡,将滤色片分别旋转到365.0 nm 、404.7 nm 、435.8 nm 、546.1 nm 、578.0 nm ,记录光阑分别为2 mm 、4 mm 、8 mm 时对应的电流值于表格2中(请自行设计表格)。

用表格2中的数据验证光电管的饱和光电流与入射光强成正比。

4.测量普朗克常数理论上,测出各频率的光照射下阴极电流为零时对应的AK U ,其绝对值即该频率的截止电压0U ,然而实际上由于光电管的阳极反向电流、暗电流、本底电流及极间接触电位差等因素的影响,实测电流为零时对应光电管的电压并非截止电压0U 。

(1)测量方法测量普朗克常数的方法通常有以下三种。

① 拐点法根据表格1的数据画出的伏安特性曲线图中,分别找出每条谱线的“抬头电压”(随电压缓慢增加电流有较大变化的横坐标值),记录此值。

在另一张坐标纸上以刚记录的电压值的绝对值作为纵坐标,以相应谱线的频率作为横坐标作出五个点,用此五点作一条0-U ν直线,在直线上找两点求出直线斜率k ,求出直线的斜率k 后,可用h ek =求出普朗克常数h 。

② 零电流法零电流法是直接将各谱线照射下测得的电流为零时对应的电压AK U 作为截止电压0U 。

此法的前提是阳极方向电流、暗电流和杂散光产生的电流都很小,用零电流法测得的截止电压与真实值相差很小,且各谱线的截止电压都相差U ∆,对0-U v 曲线的斜率没有大的影响,因此对普朗克常数h 的测量不会产生大的影响。

③ 补偿法补偿法是调节电压AK U 使电流为零后,保持AK U 不变,遮挡汞灯光源,此时测得的电流1I 为电压接近截止电压时的暗电流和杂散光产生的电流。

重新让汞灯照射光电管,调节电压AK U 使电流值至1I ,将此时对应的电压AK U 作为截止电压0U 。

此法可补偿暗电流和杂散光产生的电流对测量结果的影响。

(2)测量拐点法测量普朗克常数h ,这种方法难于操作且误差较大,我们通常不采用。

本实验仪器的电流放大器灵敏度高,稳定性好;采用了新型结构的光电管,光电管阳极反向电流,暗电流水平也较低,因此可以采用零电流法测量普朗克常数h 。

① 零电流法测量h将电压选择按键置于-2~+2 V 挡,将“电流量程”选择开关置于1310A -挡,将测试仪电流输入电缆断开,调零后重新接上;调到直径4 mm 的光阑及365.0 nm 的滤色片。

从低到高调电压,测量电流为零时该波长对应的截止电压0U ,并将数据记于自行设计的表格3中。

依次换上404.7 nm 、435.8 nm 、546.1 nm 、578.0 nm 的滤色片,重复以上测量步骤。

用逐差法或作图法求出普朗克常数h ,并与公认值比较,求出相对误差[普朗克常数的公认值是34(6.6261760.000036)10J s h -=±⨯⋅]。

② 补偿法测量h将电压选择按键置于-2~+2 V 挡;将“电流量程”选择开关置于1310A -挡,将测试仪电流输入电缆断开,调零后重新接上;调到直径4 mm 的光阑及365.0 nm 的滤色片。

从低到高调节电压,测量该波长对应的0U ,并将数据记于表格4中。

依次换上404.7 nm 、435.8 nm 、546.1 nm 、578.0 nm 的滤色片,重复以上测量步骤。

用逐差法或作图法求出普朗克常数h ,并与公认值比较,求出相对误差。

实验报告内容:一.实验目的 二.实验仪器(仪器名称、型号、参数、编号) 三.实验原理(原理文字叙述和公式、原理图) 四.实验步骤 五、实验数据和数据处理 六.实验结果 七.分析讨论(实验结果的误差来源和减小误差的方法、实验现象的分析、问题的讨论等) 八.思考题五、实验数据及数据处理表一:I-UAK φ光阑=4mm L 距离=30cm表二:IM-P 关系 UAK=20V 光阑孔径2nm 4nm 8nm I (365.0nm )A 1110-⨯ 138 561 2350 I (404.7nm )A 1110-⨯ 32 128 604 I (435.8nm )A 1110-⨯ 29 118 532 I (546.1nm )A 1110-⨯ 26 113 597 I (578.0nm )A 1110-⨯732167由图可知,饱和光电流I 与光阑孔径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。

表三:普朗克常数的测量 光阑孔径=4mm 入射波长(nm) 365.0nm 404.7nm 435.8nm 546.1nm 578.0nm 频率v 8214 7.408 6.879 5.490 5.196 截止电压Uc -1.83 -1.46-1.23-0.73-0.74普朗克常数h截止电压Uc 与频率v 的图像由上图可知,曲线斜率:151000329.4-⨯-=b所以普朗克常数为:S J e k h ⋅⨯=⨯⨯⨯=⋅=---34191510405264.6106.11000329.4相对误差:%33.3%10010626176.610405264.610626176.6343434=⨯⨯⨯-⨯=---η五、数据处理1、测坪曲线G-M计数管坪曲线数据测量t=3s/次U/v 303 315 339. 351 363 375 387 399 411 423 435 N/个0 1949 1982 2021 2152 2260 2406 2802 3194 3603 4102 N/(个/s)0 650 661 674 717 753 802 908 1065 1201 1301 U/v447 459 471 483 495N/个4902 5253 5385 7167 8127N/(个/s)1586 1751 1795 2398 27092.高斯分布数据记录u=400V t=1sn/(个/s) 32x 33x 34x 35x 36x 37x 38x 39x 40x 41x 42x 43x 频数 1 4 7 5 19 31 43 43 54 40 43 37 n/(个/s) 44x 45x 46x 47x 48x频数23 19 14 4 43.泊松分布数据记录n/(个/s) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 频数54 89 66 39 33 6 5 4 1 2 2。

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