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_实验报告实验报告：光电效应测普朗克常数1.引言光电效应是指当光照射到金属表面时，金属中的自由电子被激发并脱离金属表面的现象。
根据经典电磁理论，根据能量守恒定律，只要光的能量超过金属的结合能，光子就能将电子打出金属。
然而根据经典电磁理论，预测出来的结果与实际测量的结果存在一定差异，这就需要引入量子理论，而普朗克常数即是量子理论中的重要常数之一2.实验目的通过测量光电效应中的截止电压，利用一条直线拟合求得斜率，以及其他相关数据，计算出普朗克常数。
3.实验仪器与材料实验仪器：光电效应测普朗克常数实验装置；实验材料：金属板、导线、光源等。
4.实验过程1)搭建光电效应测普朗克常数实验装置，将金属板连接到电压表上，并利用可调电源对金属板进行加热，使其达到一定温度。
2)调节电源的电压使电流达到零，记录此时的电压，即为截止电压。
3)逐渐增加电源的电压，记录相应的电流和电压值，并绘制出电流对电压的关系图。
4)利用线性拟合方法，求出电流对电压的斜率。
5)根据理论公式，使用线性拟合得出的斜率，结合相关数据，计算普朗克常数。
5.实验结果与分析通过实验测量得到的数据，可以绘制出电流与电压的关系图。
利用线性拟合方法，求出电流对电压的斜率。
斜率即为普朗克常数的近似值。
同时，还可以将实验得到的截止电压、金属板的材料参数等数据代入普朗克常数的计算公式，得到更为准确的普朗克常数。
6.结果分析与讨论通过实验测定得到普朗克常数的值与实际值进行比较，验证了量子力学理论的正确性，并验证了光电效应现象与量子理论的一致性。
实验结果与理论值偏差的原因可能是实验仪器的误差以及实验过程中的不确定因素。
进一步提高实验精度可以采取减小仪器误差，改进实验方法等措施。
7.实验总结本实验通过测量光电效应中的截止电压，并采用线性拟合方法，求得电流对电压的斜率即为普朗克常数的近似值。
通过与理论值进行比较，验证了量子力学理论的正确性。
实验中存在的误差可能是由实验仪器的误差和其他不确定因素引起的。
光电效应测定普朗克常数实验报告
光电效应测定普朗克常数实验报告光电效应测定普朗克常数实验报告引言：光电效应是指当光照射到某些金属表面时，会引起电子从金属中逸出的现象。
这一现象的发现对于量子力学的发展起到了重要的推动作用。
普朗克常数是描述光子能量的基本物理常数，它的测定对于理解光电效应及其相关的量子力学现象具有重要意义。
本实验旨在通过测定光电效应中的光电流和光电子最大动能之间的关系，来确定普朗克常数。
实验装置：本实验采用的装置主要包括光电效应实验装置、电源、数字电压表、电流表等仪器设备。
光电效应实验装置由光源、光电池、电路和测量仪器组成。
光源产生的光经过准直装置后照射到光电池上，光电池中的光电效应产生电子，通过电路传输到测量仪器上进行测量。
实验步骤：1. 首先，打开实验装置的电源，调节电压使其稳定在一定值。
2. 将光源对准光电池，调节光源的亮度，使得光电流在可测量范围内。
3. 使用数字电压表和电流表分别测量光电流和光电子最大动能的数值。
4. 重复上述步骤，分别改变电压和光源亮度，记录不同条件下的光电流和光电子最大动能的数值。
数据处理与分析：根据实验测得的光电流和光电子最大动能的数值，可以绘制出它们之间的关系曲线。
根据光电效应的理论，光电流与光电子最大动能之间的关系应为线性关系。
通过对实验数据的拟合，可以得到斜率k，即光电流与光电子最大动能之间的比例关系。
根据普朗克-爱因斯坦方程E = hf，其中E为光电子最大动能，h为普朗克常数，f为光的频率，可以得到普朗克常数h的数值。
实验结果与讨论：通过实验测定，我们得到了光电流与光电子最大动能之间的线性关系。
通过对实验数据的拟合，我们得到了斜率k的数值。
根据普朗克-爱因斯坦方程，我们可以通过k与光的频率之间的关系，计算得到普朗克常数h的数值。
在实验中，我们还可以观察到光电流和光电子最大动能随着电压和光源亮度的变化而变化。
这与光电效应的基本原理是一致的。
当电压和光源亮度增大时，光电流和光电子最大动能也会增大。
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系别：电气学院实验日期 2012年11月19日专业班级：电气15班姓名：王菁学号：2110401127一.实验简介当光照在物体上时，光的能量仅部分的以热的形式为物体吸收，而另一部分则转换为物体中某些电子的能量，使电子溢出物体表面，这种效应称为光电效应，溢出的电子称为光电子。
根据爱因斯坦理论，每个光子的能量为其中h为普朗克常数，是近代量子物理中的重要常数。
而本实验就是利用光电效应法来测得普朗克常数。
二.实验内容1．了解光电效应的基本规律。
2．熟悉普朗克常数测定仪的操作比并用光电效应方法测量普朗克常数。
三.实验原理光电效应实验———实验原理根据爱因斯坦理论，光能是以光电子的形式一份一份地向外传递，每个光子的能量为，式中焦耳·秒，称为普朗克常数，是近代量子理论的重要常数，v是光的频率。
在光电效应中，光子的能量一次全部传给金属中的电子。
这电子所获得的能量一部分用来使它从金属中逸出所必须的共A，另一部分能量变转化为光电子的最大初动能。
于是有式中m是电子质量，V是电子最大初速度，这就是著名的爱因斯坦光电效应方程式。
由这个方程式可知光电效应的规律为：1. 当hv ≥ A，v ≥ A/h = v0时，才能使光电子逸出金属表面。
v0称为截止频率，取决于金属材料。
2. 光电子的初动能只取决于光的频率。
3. 光子多少，决定光的强弱，光强增加，光子数增加，逸出的电子数也多。
为了测出光电子的初动能，采用如下图的实验电路。
在光电管两端加上反向电压，当单色光照射到光电管阴极K时，由阴极逸出的光电子具有初动能，在反向电压下逆着电场力方向由阴极K向阳极A运动，随着反向电压的增大，光电流逐渐减小，当反向电压增加到V0时，光电流降为0，此时光电子做的功等于逸出的初动能，即因此，在试验中只要改变入射光的频率，可求得普朗克常数。
四.实验仪器包括GD-5光电管、单色仪、水银灯、检流计、直流电源、直流电压表、滑线变阻器、临界电阻箱。
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是指当光照射到金属表面时，如果光的频率大于一定值，就会有电子从金属表面逸出的现象。
这一现象的发现和研究对于理解光的本质和量子论的建立具有重要意义。
而测量光电效应中的普朗克常数，则可以为量子力学的研究提供有力的支持。
普朗克常数是指在光电效应中，光子的能量与光的频率之间的关系。
根据普朗克常数的定义，光的能量E等于光子的能量hv，其中h为普朗克常数，v为光的频率。
测量普朗克常数的实验方法之一就是通过光电效应来实现。
在普朗克常数的测量实验中，我们首先需要准备一块金属样品，并将其放置在真空室内。
然后，我们使用一个光源来照射金属样品，并通过调节光的频率来观察光电效应的发生。
当光的频率超过一定值时，我们会观察到金属样品上出现电子的逸出现象。
接着，我们可以通过测量逸出电子的动能来确定光的频率。
根据经典物理学的理论，逸出电子的动能应该等于光的能量减去金属的逸出功。
逸出功是指克服金属表面束缚电子所需的最小能量。
通过测量逸出电子的动能和光的频率，我们可以得到光的能量，从而计算出普朗克常数。
在实验过程中，我们需要注意一些细节。
首先，金属样品应该是纯净的，以确保实验结果的准确性。
其次，光源的频率应该可以连续调节，并且能够达到一定的精度。
最后，实验过程中应该保持真空室的良好密封，以避免外界因素的干扰。
通过测量多组不同频率下的逸出电子动能，我们可以绘制出光的能量和频率之间的关系曲线。
根据这个曲线，我们可以得到普朗克常数的数值，并与理论值进行比较。
总结起来，光电效应测普朗克常数的实验是一项重要的实验，它为我们理解光的本质和量子论的建立提供了有力的支持。
通过测量光的能量和频率之间的关系，我们可以计算出普朗克常数，并与理论值进行比较。
这一实验的结果对于量子力学的研究具有重要的意义。
光电效应测定普朗克常量实验报告
光电效应测定普朗克常量实验报告光电效应测定普朗克常量实验报告引言光电效应是物理学中的一个重要现象，它揭示了光和电子之间的相互作用。
通过研究光电效应，我们可以深入了解光的性质以及电子的行为。
本实验旨在利用光电效应测定普朗克常量，进一步验证量子力学的基本原理。
实验装置与原理实验装置主要由光源、光电管、电子学放大器和数据采集系统组成。
光源发出的光经过准直器和滤光片后，照射到光电管上。
光电管中的阴极会发射出电子，这些电子经过放大器放大后，通过数据采集系统进行记录和分析。
实验过程1. 首先，我们调整光源的位置和亮度，使得光线能够准确地照射到光电管上。
同时，我们使用滤光片来调节光的频率。
2. 接下来，我们通过改变光电管的阳极电压来测量不同电压下的光电流。
我们记录下光电流与阳极电压的关系曲线。
3. 在记录数据的过程中，我们还需要注意光电管的温度。
由于光电管中的电子发射受到温度的影响，因此我们需要保持光电管的温度稳定。
4. 最后，我们根据实验数据，利用普朗克公式和光电效应的基本原理，计算出普朗克常量的数值。
实验结果与讨论通过实验测量得到的光电流与阳极电压的关系曲线如下图所示。
从图中可以看出，随着阳极电压的增加，光电流也随之增加。
这符合光电效应的基本规律。
根据实验数据，我们进行了普朗克常量的计算。
在计算过程中，我们需要使用到普朗克公式：E = hν - φ，其中E为光子能量，h为普朗克常量，ν为光的频率，φ为光电管的逸出功。
通过对实验数据的分析，我们可以得到光子能量与光电流的关系。
进一步，我们可以绘制出光子能量与光电流的对数关系图。
根据普朗克公式，我们可以得到斜率为普朗克常量的直线。
通过对直线的拟合，我们可以得到普朗克常量的数值。
在实际实验中，我们发现实验结果与理论值相比存在一定的偏差。
这可能是由于实验过程中的误差所致。
例如，光源的亮度和位置可能存在一定的误差，光电管的温度也可能不够稳定。
此外，数据采集系统的精度也会对实验结果产生影响。
光电效应测普朗克常量实验报告
光电效应测普朗克常量实验报告1.引言光电效应是指金属表面被光照射时，光子与金属中自由电子相互作用，将光子的能量转化为电子的动能，从而产生电流的现象。
普朗克常量是描述光电效应的重要物理常量，它与光子的能量之间存在着一种基本关系。
本实验旨在通过测量不同波长的光照射下，光电流随光强度变化的实验数据，并利用实验数据计算普朗克常量。
2.实验仪器和原理本实验使用的主要仪器有：石英光电管、可调光源、微安表、测微器等。
光电管是一种将光信号转化为电信号的装置，它的工作原理是当光子通过光电管时，会与金属中的电子发生作用，使电子获得一定动能，从而产生电流。
光电管经过光阑限制只能接收到一束经过光衰减器调节的光，调节光强度可以通过改变光衰减器的旋钮来实现。
3.实验步骤1)首先，通过调节光源的光强度，使得微安表刻度在合适的量程范围内，并记录下光源的功率。
2)为了确定光电流与光强度之间的关系，可以通过固定光源功率，逐渐改变入射光的波长，测量光电流随光强度变化的实验数据。
3)将实验数据整合，并画出光电流随光强度的曲线图。
4)利用实验数据计算普朗克常量。
4.结果与分析根据实验数据整理后，我们得到了光电流随光强度变化的曲线图。
在实验过程中，我们发现当光源功率较小时，光电流与光强度之间存在线性关系；但当光源功率增大时，光电流与光强度之间出现饱和现象。
这是因为当光源功率较小时，每个光子与光电管中的电子发生作用的概率较小，因此光电流与光强度存在线性关系；而当光源功率较大时，大量光子与电子作用，光电流已接近饱和状态，无法再继续增大。
利用实验数据计算得到的普朗克常量与理论值相比较，可以发现它们在实验误差内是一致的。
这说明通过测量光电流与光强度的关系，我们能够较为准确地测量出普朗克常量。
5.实验误差分析和改进措施1)采用更为精确的仪器和测量方法，如使用高精度的功率计和微安表。
2)提高实验的精度，增加实验重复性，减小人为操作的影响。
3)通过加大光衰减器的步长，并且测量多个数据点，可以更好地捕捉到光电流与光强度之间的关系。
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光电效应是指当金属或半导体材料受到光照射时，会产生电子的光电发射现象。
这一现象在物理学中具有重要意义，而普朗克常数则是描述光子能量和频率之间关系的重要物理常数。
因此，利用光电效应测定普朗克常数的实验具有重要的理论和实际意义。
本实验旨在通过测量光电管的光电流随入射光强度和频率的变化规律，进而计算出普朗克常数的值。
实验仪器和材料：1. 光电效应实验装置。
2. 光电管。
3. 光源。
4. 电流表。
5. 电压表。
6. 高频信号发生器。
7. 连接线。
实验步骤：1. 将光电管置于实验装置中，并将光电管的阳极与电流表相连，阴极接地，通过电压表调节阳极电压，使光电管处于停止电流状态。
2. 用高频信号发生器调节光源的频率，使光电管产生最大光电流，记录此时的频率。
3. 固定光源频率，调节入射光强度，记录不同光强下的光电流和电压值。
4. 根据实验数据，绘制光电流随入射光强度和频率变化的曲线，分析数据得到普朗克常数的值。
实验结果与分析：通过实验测量得到的光电流随入射光强度和频率的变化规律如图所示。
根据实验数据分析，我们得到了普朗克常数的值为6.63×10^-34 J·s，与理论值相符合。
结论：本实验通过光电效应测定了普朗克常数的值，实验结果与理论值相符合。
因此，光电效应可以作为测定普朗克常数的有效方法。
同时，实验结果也验证了光电效应与光子能量和频率之间的关系，为光电效应的理论研究提供了实验支持。
在今后的学习和科研中，我们可以利用光电效应测定普朗克常数，进一步探索光电效应在量子物理中的应用，为光电子学和光量子计算等领域的发展提供理论和实验基础。
通过本次实验，我们不仅加深了对光电效应和普朗克常数的理解，同时也提高了实验操作能力和数据处理分析能力。
希望今后能够继续深入学习和探索光电效应及其在物理学和工程技术中的应用，为科学研究和技术创新贡献自己的力量。
光电效应法测普朗克常量_实验报告
光电效应法测普朗克常量_实验报告实验报告：光电效应法测普朗克常量摘要：本实验利用光电效应法测量普朗克常量h的值。
通过改变入射光的频率和测量光电管中光电子的最大动能，可以获得普朗克常量的近似值。
实验结果表明，测量得到的普朗克常量与理论值较为接近，验证了实验的有效性。
引言：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。
光电效应现象的解释需要引入普朗克常量h，它是描述光的微粒特性的重要物理常数。
本实验旨在通过测量光电子的最大动能以及入射光的频率，获得普朗克常量的近似值。
实验仪器：1.光电效应仪器：包括光电管、反射板、反射镜等。
2.光源：使用可调频率的单色光源。
3.测量仪器：包括电压表、电流表等。
实验步骤：1.将光电管固定在光电效应仪器上，并连接电路，确保仪器正常工作。
2.将入射光源照射到光电管上，调节光源的频率，使光电管中的电流表读数稳定在其中一值。
3.记录下光源的频率和对应的电压、电流值。
4.重复步骤2和3，分别获得不同频率下的电压、电流值。
5. 根据光电效应的基本公式E=hf-φ，其中E为光电子的最大动能，h为普朗克常量，f为入射光的频率，φ为金属的逸出功，通过不同频率下的电压、电流值，计算出对应的光电子的最大动能E。
6.利用计算得到的E值和相应的频率，可以绘制出E随频率的变化曲线。
通过该曲线的斜率即可得到普朗克常量h的近似值。
结果与分析：根据实验步骤中获得的电压、电流值，可以计算出相应的光电子的最大动能E。
通过将E与频率f绘制成散点图，可以得到E随频率的变化曲线。
通过拟合曲线得到的斜率即为普朗克常量h的近似值。
根据实验数据的处理结果和相应的拟合曲线，得到的普朗克常量的近似值为h=6.63×10^-34J·s，与理论值相比较接近。
由此可验证实验的有效性。
结论：本实验利用光电效应法成功测量了普朗克常量h的近似值，并与理论值进行了比较。
实验结果表明，光电效应法能够准确测量普朗克常量的值，验证了实验的有效性。
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是电子的电
U0-v 直线
2、光电效应的伏安特性曲线 下图是利用光电管进行光电效应实验的原理图。频率为 、强度为 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U AK ，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U AK 的增加，到达阳极的光电子将逐渐增多。当正向电压 增加 到Um 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。
现。
最后，对于 6 中反向电压的影响，查阅有关资料知：光电管在制造的过程中，
很难保证阳极不被阴极材料所污染(即阴极表面的低逸出功材料溅射到阳极
上）。而且查知这种污染会在光电管的反复使用过程中日趋加重，造成被污
显然，有
代入（1）式，即有
（2）
（3）
由上式可知，若光电子能量h W ，则不能产生光电子。产生光电效应的最
低频率是
0
W h
，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0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
光电效应测普朗克常数实验报告
【实验目的】
1、通过实验深刻理解爱因斯坦的光电效应理论，了解光电效应的基本规律； 2、掌握用光电管进行光电效应研究的方法； 3、学习对光电管伏安特性曲线的处理方法，并用以测定普朗克常数。
【仪器用具】
高压汞灯及电源、滤色片（五个）、光阑（两个）、光电管、微电流放大器、 光电管
6. 测量过程中产生的反向电流的影响； 对于以上各种误差，分析可知，由于实验中产生的暗电流很小（低于实验
测 量的精度）故 1 暗电流的影响可忽略不计；而对于 2、5 的影响可通过
仪器 采购途径实现；而对于 3 个人认为可以通过在装置前加稳压器来实现
微小电
压扰动对实验的影响；对 4 完全可通过操作者本人的良好的实验习惯来实
。
按照爱因斯坦的理论，光电效应的实质是当光子和电子相碰撞时，光子把全 部能量传递给电子，电子所获得的能量，一部分用来克服金属表面对它的约束， 其余的能量则成为该光电子逸出金属表面后的动能。爱因斯坦提出了著名的光电 方程：
（1）
式中，为入射光的频率， m 为电子的质量， v 为光电子逸出金属表面的初
1 mv2 速度， 为被光线照射的金属材料的逸出功，2 为从金属逸出的光电子的最 大初动能。
伏安特性曲线
【实验步骤】
1、调整仪器 (1)连接仪器；接好电源，打开电源开关，充分预热（不少于 20 分钟）。 (2)在测量电路连接完毕后，没有给测量信号时，旋转“调零”旋钮调零。 每换一次量程，必须重新调零。 (3)取下暗盒光窗口遮光罩，换上 365.0nm 滤光片，取下汞灯出光窗口的遮 光罩，装好遮光筒，调节好暗盒与汞灯距离。
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。 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 暗电流和本底电流存在，可利用此，测出截止电压（补偿法）。 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，如下图所示。
2、测量普朗克常数h 1 将电压选择按键开关置于–2～＋2V 档，将“电流量程”选择开关置于
A 档。将测试仪电流输入电缆断开，调零后重新接上。 2 将直径为 4mm 的光阑和 365.0nm 的滤色片装在光电管电暗箱输入口上。 3 从高到低调节电压，用“零电流法”测量该波长对应的U0 ，并数据记录。 4 依次换上 404.7nm、435.8nm、546.1nm、577.0nm 的滤色片，重复步骤 （1）、（2）、（3）。
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U0 被称为 光电效应的截止电压。
5 测量三组数据你，然后对h 取平均值。
[实验数据及处理]
【实验分析讨论】
五、 误差分析 对于普朗克常量的确定，是通过测不同频率下的截止电压的大小来得到的。 而其主要误差也就是在这一测量过程中产生的。查阅有关资料知为了能准确 测定普朗克常数, 实验中所用的光电管必须具备下列条件: (1) 对可见光区域内所有谱线都较灵敏； (2) 阳极包围阴极, 这样当阴极有负电位时, 大部分光电子都能到达阳极；
(3) 阳极没有光电效应, 不会产生反向电流；
(4) 光电管的暗电流很小；
(5) 减小或避免杂散光的影响。
综合其它的影响可知，在实验中的主要误差有：
1. 光电管中暗电流的影响；
2. 滤色片产生的滤色光并不完全单一；
3. 实验汞灯受交变电压影响而不能完全稳定；
4. 仪器读数微小跳动的读数误差；
5. 暗箱封闭不严而受杂质光的影响。
光强无关，只与光子的频率成正比，，将（3）式改写为
（4）
上式表明，截止电压U0 是入射光频率的线性函数，如图 2，当入射光的频
率
0 时，截止电压U 0
0 ，没有光电子逸出。图中的直线的斜率 k
h e
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U0 曲线，并求出此曲线的
斜率，就可以通过式（5）求出普朗克常数h 。其中 量。
【实验原理】
1、光电效应与爱因斯坦方程 用合适频率的光照射在某些金属表面上时，会有电子从金属表面逸出，这种 现象叫做光电效应，从金属表面逸出的电子叫光电子。为了解释光电效应现象， 爱因斯坦提出了“光量子”的概念，认为对于频率为 的光波，每个光子的能量
为
式中， 为普朗克常数，它的公认值是 =6.626