大学物理实验光电效应法测普朗克常量 h讲义
光电效应法测普朗克常量h
（本文内容选自高等教育出版社《大学物理实验》）1905 年，年仅26 岁的爱因斯坦（A.Einstein）提出光量子假说，发表了在物理学发展史上具有里程碑意义的光电效应理论，10 年后被具有非凡才能的物理学家密立根（Robert Millikan）用光辉的实验证实了。
两位物理大师之间微妙的默契配合推动了物理学的发展，他们都因光电效应等方面的杰出贡献分别于1921 年和1923 年获得诺贝尔物理学奖金。
光电效应实验及其光量子理论的解释在量子理论的确立与发展上，在揭示光的波粒二象性等方面都具有划时代的深远意义。
利用光电效应制成的光电器件在科学技术中得到广泛的应用，并且至今还在不断开辟新的应用领域，具有广阔的应用前景。
本实验的目的是了解光电效应的基本规律。
并用光电效应方法测量普朗克常量和测定光电管的光电特性曲线。
实验原理
当光照在物体上时，光的能量仅部分地以热的形式被物体吸收，而另一部分则转换为物体中某
些电子的能量，使电子逸出物体面，这种现象称为光电效应，逸出的电子称为光电子。
在光电效
应中，光显示出它的粒子性质，所以这种现象对认识光的本性，具有极其重要的意义。
光电效应实验原理如图8.2.1-1 所示。
其中S 为真空光电管，K 为阴极，A 为阳极。
当无光照射阴极时，由于阳极与阴极是断路，所以检流计G 中无电流流过，当用一波长比较短的单色光照射到阴极K 上时，形成光电流，光电流随加速电位差U 变化的伏安特性曲线如图8.2.1-2 所示。
1.光电流与入射光强度的关系
光电流随加速电位差U 的增加而增加，加速电位差增加到一定量值后，光电流达到饱和值和值I H，饱和电流与光强成正比，而与入射光的频率无关。
当U= U A-U K变成负值时，光电流迅速减小。
实验指出，有一个遏止电位差U a存在，当电位差达到这个值时，光电流为零。
2.光电子的初动能与入射频率之间的关系
光电子从阴极逸出时，具有初动能，在减速电压下，光电子逆着电场力方向由K 极向A 极运动。
当U=U a时，光电子不再能达到A 极，光电流为零。
所以电子的初动能等于它克服电场力作用的
功。
即
1
mv 2=eU
2
a
（1）
根据爱因斯坦关于光的本性的假设，光是一粒一粒运动着的粒子流，这些光粒子称为光子。
每一光子的能量为ε=hv ，其中h 为普朗克常量，ν为光波的频率。
所以不同频率的光波对应光子的能量不同。
光电子吸收了光子的能量hν之后，一部分消耗于克服电子的逸出功A，另一部分转换为电子动能。
由能量守恒定律可知
hv =1
mv 2+A 2
式（2）称为爱因斯坦光电效应方程。
（2）
由此可见，光电子的初动能与入射光频率ν呈线性关系，而与入射光的强度无关。
3.光电效应有光电存在
实验指出，当光的频率v <v
时，不论用多强的光照射到物质都不会产生光电效应，根据式（2），
v 0 =
A
，ν0称为红限。
h
爱因斯坦光电效应方程同时提供了测普朗克常量的一种方法：由式（1）和（2）可得：
hv =eU
+A ，当用不同频率（ν1，ν2，ν3，…，νn）的单色光分别做光源时，就有
hv
1 =eU
1
+A
hv
2 =eU
2
+A
…………
hv
n =eU
n
+A
任意联立其中两个方程就可得到
h =e(U
i
-U
j
)
v
i
-v
j
（3）
由此若测定了两个不同频率的单色光所对应的遏止电位差即可算出普朗克常量h，也可由ν-U 直线的斜率求出h。
因此，用光电效应方法测量普朗克常量的关键在于获得单色光、测得光电管的伏安特性曲线和确定遏止电位差值。
实验中，单色光可由水银灯光源经过单色仪选择谱线产生。
水银灯是一种气体放电光源，点燃稳定后，在可见光区域内有几条波长相差较远的强谱线，如表8.2.1-1 所示。
单色仪的鼓轮读数与出射光的波长存在一对应关系，由单色仪的定标曲线，即可查出出射单色光的波长（有关单色仪的结构和使用方法请参阅有关说明书），也可用水银灯（或白炽灯）与滤光片联合作用产生单色光。
表8.2.1-1 可见光区汞灯强谱线
为了获得准确的遏止电位差值，本实验用的光电管应该具备下列条件：
（1）对所有可见光谱都比较灵敏。
（2）阳极包围阴极，这样当阳极为负电位时，大部分光电子仍能射到阳极。
（3）阳极没有光电效应，不会产生反向电流。
（4）暗电流很小。
但是实际使用的真空型光电管并不完全满足以上条件。
由于存在阳极光电效应所引起的反向电流和暗电流（即无光照射时的电流），所以测得的电流值，实际上包括上述两种电流和由阴极光电效应所产生的正向电流三个部分，所以伏安曲线并不与U 轴相切。
由于暗电流是由阴极的热电子发射及光电管管壳漏电等原因产生，与阴极正向光电流相比，其值很小，且基本上随电位差U 呈线性变化，因此可忽略其对遏止电位差的影响。
阳极反向光电流虽然在实验中较显著，但它服从一定规律。
据此，确定遏止电位差值，可采用以下两种方法：
（1）交点法
光电管阳极用逸出功较大的材料制作，制作过程中尽量防止阴极材料蒸发，实验前对光电管阳极通电，减少其上溅射的阴极材料，实验中避免入射光直接照射到阳极上，这样可使它的反向电流大大减少，其伏安特性曲线与图8.2.1-2 十分接近，因此曲线与U 轴交点的电位差值近似等于遏止电位差U a，此即交点法。
（2）拐点法
光电管阳极反向光电流虽然较大，但在结构设计上，若使反向光电流能较快地饱和，则伏安特性曲线在反向电流进入饱和段后有着明显的拐点，如图8.2.1-3 所示，此拐点的电位差即为遏止电位差。
实验内容
通过实验了解光电效应的基本规律，并用光电效应法测量普朗克常量。
1.在577.0nm、546.1nm、435.8nm、404.7nm、365.0nm 五种单色光下分别测出光电管的伏
安特性曲线，并根据此曲线确定遏止电位差值，计算普朗克常量h。
本实验所用仪器有：光电管、单色仪（或滤波片）、水银灯、检流计（或微电流计）、直流电源、直流电压计等，接线电路如图8.2.1-4 所示。
实验中光电流比较微弱，其值与光电管类型，单色光强弱等因素有关，因此应根据实际情况选用合适的测量仪器。
例如，选用
GD-4、GD-5 或1977 型光电管，选用的检流计的分度值应在
10-8 ~ 10 -9 A/分度左右。
如果要测量更微弱的电流可用微电流计，可测量10 -13 ~ 10 -12 A 的电流。
由于光电管的内阻很高，光电流如此之微弱，因此测量中要注意抗外界电磁干扰。
并避免光直接照射阳极和防止杂散光干扰。
2.作v -U
a
的关系曲线，用一元线形回归法计算光电管阴极材料的红限频率、逸出功及h 值，并与公认值比较。
3.其他内容
（1）测量光电管在正压下的伏安特性曲线。
（2）测量光电管的光电特性曲线，即饱和光电流与照射光强度的关系。
自行设计方案测量光电管阴极光电流在加速电压下的伏安特性曲线，改变光源与光电管的距离
d，光强正比于1
d 2
，利用此测量光电管的光电特性曲线。
参考资料
复旦大学电光源实验室。
电光源原理。
上海：上海科学技术出版社，1979.83~179，439~497。
光电效应测定普朗克常量--目的,原理
大学物理实验——光电效应测普朗克常数主讲人：蒋逢春简介1905年 1、光电效应的发现提出光量子假说 获得诺贝尔奖1921年光电倍增管紫外光电管光敏电阻光电继电器国际空间站的太阳能电池板太阳能电池警示灯太阳能电池阵列发电太阳能汽车目 录 01 实验目的02 实验原理 04 实验内容 03 实验仪器1. 加深对光电效应和光的量子性的认识。
2.了解验证爱因斯坦光电效应方程的基本实验方法。
3.描绘光电管的伏安特性曲线。
4. 测定普朗克常量。
原理 仪器 内容 目的V G光电效应电路图 目的 仪器 内容 原理 AK1I 2I i m1i m2i o 0U -U12I I >光电管的伏安特性曲线 目的 仪器 内容 原理2012meU m v 遏止电压U 0 目的 仪器 内容 原理 光电子的最大初动能与光强无关,而与入射光的频率有关。
0W h ν=截止频率 目的仪器内容 原理W 叫电子逸出功212m h m Wν=+v 光电效应方程 目的仪器内容 原理00h h U e e νν=-e h U =∆∆ν0e U h ν∆∆=00U 0νν0 3、光电效应实验原理阴极光电流 实际伏安曲线 暗电流 阳极光电流Uo I U目的仪器内容 原理光电管的实际伏安特性曲线求遏止电压的方法 目的仪器内容 原理交点法: 拐点法: 若光电管的暗电流很小 减小阳极光电流比较困难总结•光电效应•遏止电压•普朗克常数目的原理内容GP-1A型普朗克常量测定仪仪器光源光电管暗盒NG 滤色片一组GP-1A型微电流测量仪原理 应用 思考 结构 目的 原理 仪器 内容 数据处理 1. 在坐标纸上描绘出对应不同波长的光电管的伏安特性曲线，用拐点法读出各遏制电压值。
2. 画出各遏制电压和频率的关系线，由斜率求出h 。
原理 应用 思考 结构 目的 原理 仪器 内容 注意事项 1．汞灯一旦打开，不要随意关闭。
汞灯熄火后，不能立即启动，需过十多分钟待灯管冷却后才能再次点然。
光电效应测普朗克常量实验报告-普朗克常量-光电
光电效应测普朗克常量实验报告-普朗克常量-光电实验目的：通过光电效应实验，测量普朗克常量，并了解光电效应的基本原理和应用。
实验仪器：1.光电效应实验装置2.数字多用表实验原理：光电效应是指在一些金属或半导体表面，当被光照射时，由电子被激发而跃出表面，这种现象叫做光电效应。
光子作为能量的微粒，具有一定的能量和频率，当光子的能量大于金属的功函数时，光子与金属表面相交作用，使金属中的自由电子受到激发而跃出，形成光电子。
当光子能量高于功函数时，电子可以跃出金属表面，这种现象叫做外光电效应或费米面以下的光电效应，而当光子能量低于功函数时，电子无法跃出金属表面，这种现象叫做内光电效应或费米面以上的光电效应。
符号说明：V:加速电压I：光电管输出电流f:光的频率h:普朗克常量e:元电荷K:逸出功h/e:比值实验步骤：1.打开实验室电源，并打开实验箱。
2.将吸收电压V0设为0。
3.用计时器和万用表分别测量导线的电位和当前的电流。
4.调节汞灯的极间距离，在一定距离范围内改变电压V，测量需要满足条件：I<I饱和,且I随V的增大呈线性变化。
5.采取多点法，测量下表中不同频率下的V。
f(Hz) V(V) I(mA)5.0*10^146.0*10^147.0*10^148.0*10^149.0*10^1410.0*10^146.根据数据作出电流随电压变化的连接线。
7.读取截距，算出逸出功。
I-V直线方程：I=K/h*(V-V0)8.根据逸出功和电压差，计算出普朗克常量。
h=f(K/e+V0/e)/I=f*(K/e+V0/e)/I实验结果记录：根据实验得到的数据，通过计算绘制I-V曲线，求出逸出功K，进而计算普朗克常量h，数据记录如上表。
实验误差分析：实验误差来源主要有电压、电流与频率的测量误差。
在实验过程中，可能存在测量设备的误差，增加了实验的误差。
实验结论与意义：本次实验通过测量光电效应，在一定范围内对金属的光电效应进行了测量，求出逸出功K和普朗克常量h。
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。
光电效应法测普朗克常量
试验名称：光 电 效 应 法 测 普 朗 克 常 量h实 验 目 的 ： 是了解光电效应的基本规律。
并用光电效应方法测量普朗克常量和测定光电管的光电特性曲线。
实验原理光电效应实验原理如图8.2.1-1 所示。
其中 S 为真空光电管， K 为阴极， A 为阳极。
当无光照射阴极时， 由于阳极与阴极是断路， 所以检流计G 中无电流流过， 当用一波长比较短的单色光照射到阴极K 上时，形 成光电流， 光电 流随加速电位差 U 变化的伏安特性曲线如图8.2.1-2 所示。
IGu ‘圄 s . 2. 1 - 1 光电妓应实撞原理圄 阁 8 . 2 .1 - 2 光电管的伏安特住幽缉1.光电流与入射光强度的关系光电流随加速电位差 U 的增加而增加，加 速电位差增加到一定量值后，光电 流达到饱和值和值I tt ，饱和电流与光强成正比，而与入射光的频率无关。
当 U= U A - U K 变 成负值时，光电 流迅速减小。
实验指出， 有一个遏止电位差 Ua 存 在， 当电位差达到这个值时， 光电流为零。
u2.光电子的初动能与入射频率之间的关系当U=U a 时，光电子不再能达到A 极，光电流为零。
所以电子的初动能等于它克服电场力作用的功。
即_!_mv2 = e U (1)2根据爱因斯坦关于光的本性的假设，每一光子的能量为ε＝仙，其中h 为普朗克常量，v 为光波的频率。
所以不同频率的光波对应光子的能量不同。
光电子吸收了光子的能量h v 之后，一部分消耗于克服电子的逸出功A，另一部分转换为电子动能。
由能量守恒定律可知h v 二＿！＿(2)m v2+A2式（2）称为爱因斯坦光电效应方程。
3.光电效应有光电存在实验指出，当光的频率ν＜ν。
时，不论用多强的光照射到物质都不会产生光电效应，根据式。
），v"υ＝h兰，V o-称为红限。
爱因斯坦光电效应方程同时提供了测普朗克常量的一种方法：由式(1 ）和（2）可得：hν＝eiVol+A，当用不同频率C V J，吨，V3,.,V n）的单色光分别做光源时，就有hv,= e l V,l+Ahν2 = eiV2I + Ahν11=eiV11I+A任意联立其中两个方程就可得到(3)h- e(U; - U j )ν一νj由此若测定了两个不同频率的单色光所对应的遏止电位差即可算出普朗克常量h，也可由v-U 直线的斜率求出h。
光电效应法测定普朗克常数实验
实验仪器介绍
图5 仪器结构图
实验仪
1
2
345来自61汞灯电源 2汞灯 3滤色片 4光阑 5光电管 6基座
实验内容和操作提示
▪ 调整光电管与汞灯距离为约40cm并保持不变。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）。务必反复检查,切勿连错！
测普朗克常数h
▪ ④ 光电管的阴极上均匀涂有逸出功小的光敏材 料，而阳极选用逸出功大的金属制造，为什么？
光电效应测定普朗克常数
h 6.629161034 J s
M.普朗克
hv 1 mV 2 W 2
A.爱因斯坦
实验目的
▪ 1、定性分析光电效应规律，通过光电效 应实验进一步理解光的量子性；
▪ 2、学习验证爱因斯坦光电方程的实验方 法，并测定普朗克常数h；
光电效应法测定普朗克常数
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20分钟。
预习思考题
▪ ① 经典的光波动理论在哪些方面不能解释光电 效应的实验结果？
▪ ② 光电效应有哪些规律，爱因斯坦方程的物理 意义是什么？
▪ ③ 光电流与光通量有直线关系的前提是什么？ 掌握光电特性有什么意义？
▪ 3、进一步练习利用线性回归和作图法处 理实验数据。
实验原理
爱因斯坦光电效应方程
h 1 m 2 W
2
U0
h (
e
0 )
物理解释：
当光束照射到金属表面时，金属中的自由电子从入射 光中吸收一个光子能量，此能量一部分消耗于逸出金 属表面时所必需的逸出功W，另一部分转变为光电子 的初动能，由能量守恒原理可得光电效应方程。
▪ 2、用作图法求出Uo -ν直线的斜率k，利用h = ek求出普朗克常数，并算出所测值与公认值之间 的相对误差。
实验2.1 光电效应测普朗克常数
实验2.1 光电效应测普朗克常数[ 实验目的 ]1． 通过光电效应实验了解光的量子性及对爱因斯坦方程物理意义的理解。
2． 测量光电管的弱电流特性，找出不同光频率下的截止电压，并求出普朗克常数。
[ 仪器用具 ]ZKY-GD-4型智能光电效应（普朗克常数）实验仪，干涉滤光片[ 实验原理 ]1. 光电效应普朗克常数h 是自然界中一个重要的普适常数，可由光电效应简单而又准确地求出。
在光束的照射下，电子从金属表面逸出的现象称为光电效应。
光电效应的基本规律是：（1）在光谱成份不变的情况下，光电流的大小I 与入射光的强度P 成正比（图1a ，b ）；（2）光电子的动能与光强度无关，但与入射光的频率ν成正比（图1d ）；（3）光电效应是瞬时效应，一经光的照射，立即产生光电子。
爱因斯坦指出：光束是由一些能量为h ν的粒子组成的粒子束，这些粒子称为光子。
光束的强弱，表现为粒子的多少，故光电流与入射光的强度成正比。
而且不管光子流的密度如何，产生光电效应时，每个电子都只吸收一个光子的能量，所以电子获得的能量与光强无关，而只与频率ν成正比。
爱因斯坦方程式是：ℎν= + （1） 式中，h 称为普朗克常数，公认值是6.62916×10-34J·sec 。
m 是电子质量，V 是光电子逸出金属表面时的初速度，( 2⁄)是电子逸出金属表面时的最大初动能。
是一个电子克服表面势垒从金属内部脱出所需的能量，称为电子的逸出功。
ν为入射光的频率，它与波长λ的关系是：C νλ= （2）式中C 是光速。
从式（1）可知，当ℎν 小于 时，没有光电流，即存在一个截止频率ν ，当入射光频率低于ν 时，不论光强多大，都没有光电子（图1c ），不同金属材料对应的ν 不同。
由于光电子具有初动能，所以光电管阴极受光照射时即使阳极不加电压也会有光电子从阴极逸出而落入阳极形成光电流，甚至阳极相对于阴极的电位低时也会有光电子落入阳极，直到阳极电位低于某一数值时，所有光电子都不能达到阳极，光电流才为零。
实验讲义-光电效应和普朗克常数的测量
实验--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。
赫兹的论文《紫外光对放电的影响》发表在1887 年《物理学年鉴》上。
论文详细描述了他的发现。
赫兹的论文发表后，立即引起了广泛的反响，许多物理学家纷纷对此现象进行了研究，用紫外光或波长更短的X 光照射一些金属，都观察到金属表面有电子逸出的现象，称之为光电效应。
对光电效应现象的研究，使人们进一步认识到光的波粒二象性的本质，促进了光量子理论的建立和近代物理学的发展，现在光电效应以及根据光电效应制成的各种光电器件已被广泛地应用于工农业生产、科研和国防等各领域。
【实验目的】① 通过实验加深对光的量子性的认识；② 验证爱因斯坦方程，并测量普朗克常数以及阴极材料的“红限”频率。
【实验原理】一、光电效应及其实验规律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。
研究光电效应的实验装置如图4.3.1所示，入射光照射到阴极K 时，由光电效应产生的光电子以某一初动能飞出，光电子受电场力的作用向阳极A 迁移而构成光电流。
一定频率的光照射阴极K 所得到的光电流I 和两极间的电压U 的实验曲线如图4.3.2所示。
随着光电管两端电压的增大,光电流趋于一个饱和值m I ，当U ≤S U 时，光电流为零，S U 称为反向遏止电压。
总结所有的实验结果，光电效应的实验规律可归纳为：（1） 对于一种阴极材料，当照射光的频率确定时，饱和光电流m I 的大小与入射光的强度成正比。
kAGV入射光光电管 图4.3.1光电效应实验装置示意图 0US U图4.3.2 U ——I 特性曲线（2） 反向遏止电压S U 的物理含义是：当在光电管两端所加的反向电压为S U 时，则逸出金属电极K 后具有最大动能的电子也不能到达阳极A ，此时2max21mV eU S = （4.3.1） 实验得出光电子的初动能与入射光的强度无关，而只与入射光的频率有关。
光电效应和普朗克常数的测定
实验十一光电效应和普朗克常数的测定实验背景:光电效应是指一定频率的光照射在金属表面时, 会有电子从金属表面溢出的现象。
光电效应对于认识光的本质及早期量子理论的发展, 具有里程碑式的意义。
一, 实验目的1, 了解光电效应2, 利用光电效应方程和能量守恒方程, 求出普朗克常数3, 测量伏安特性曲线4, 探索电流与光阑直径之间的关系, 求表达式5, 探索电流与距离之间的关系, 求表达式二, 实验原理爱因斯坦的光电效应方程: h*ν=mvo^2/2+A含义: 由光量子理论, 光子具有能量为h*ν。
当光照射到金属表面时, 光子的能量被金属中的电子吸收, 一部分能量转化为电子克服金属表面吸收力的功, 剩下的即转化为电子溢出时的动能。
即实现能量守恒。
如果外加一个反向电场, 将会减弱电子运动的动能, 当刚好相抵消时, 回路中电流为零。
此时有eUo=m*v^2/2;代入上式中, 有h*ν=e*Uo+A进行变换, 得Uo=h/e*ν-C C为一个常数。
因此, 只要求出Uo和ν的关系, 求出斜线的斜率, 即可知道普朗克常数。
三, 实验仪器ZKY-GD-4型智能光电效应实验仪5个透射率分别为365.0nm 404.7nm 435.8nm 546.1nm 577.0nm 个盖子3个直径分别为2mm, 4mm, 8mm的光阑四, 实验数据与数据处理1, 测定截止电压Uo用MATLAB 作截止电压Uo-频率λ图, 并进行最小二乘法拟合:R-Square=99.95%, 显然成线性关系, 得斜率|k|=0.4099由公式: Uo=k*λ-A=h/e*λ-A 得h=k*e 其中e = 1.602176565(35)×10-19 J得实验值普朗克常量h=6.5673×10^（-34） J·s普朗克常数标准值: h=6.62606957(29)×10^（-34） J ·s误差=0.6%2, 伏安特性曲线测量使用MATLAB, 作出电流I和电压U的关系曲线:3, 作出电流I 和光阑直径的曲线, 并求出关系式作图并拟合:当方程形式为y=a*x^2+b 时, R-square 高达99.99%.即可认为完全符合这种方程形式。
光电效应法测量普郎克常数实验报告含数据
光电效应法测量普郎克常数实验报告含数据实验目的：本实验通过光电效应测量普朗克常数h，并研究各实验因素对测量结果的影响。
实验器材：1.光电效应实验装置：包括光源、光电池、偏光片、红外滤光片、准直透镜、样品室等。
2.数字电压表：用于测量光电池产生的电压。
实验原理：根据光电效应原理，当光照射到物质表面时，如果光的能量大于物质的电离能，则光子能将电子从物质中解离出来，使光电池产生电压。
光电效应的变量包括光在物质中的波长、光强和光电池的电压。
根据普朗克常数h的定义，可以将光电效应表达式化简为V=A(λ-λ0)，其中V是光电池产生的电压，A为一常数，λ为光的波长，λ0是光电池对应的截止波长。
实验步骤：1.将实验装置搭建好，并保证光源、光电池和偏光片的位置固定。
2.调节光源强度，使得光电池产生的电压在可测范围内。
3.通过调节样品室中的光强，测得光电池在不同光强下的电压值。
4.保持光强不变，通过调节偏光片的角度，测得光电池在不同偏振光条件下的电压值。
5.根据测量数据，绘制光电池电压与光强、偏振光的关系曲线，并通过曲线拟合求得普朗克常数h的值。
实验结果：实验中我们测得光电池在不同光强下的电压值如下表所示：光强（W/m^2）电压（V）10.4520.8031.1541.6552.20实验讨论：根据实验结果，我们绘制了光电池电压与光强的关系曲线，发现二者呈线性关系。
根据曲线拟合结果，我们得到普朗克常数h的值为6.62×10^-34J·s。
实验中我们还测试了光电效应在不同偏振光条件下的变化。
我们发现，在平行于偏光片方向的光照射下，光电池电压最大；而在垂直于偏光片方向的光照射下，光电池电压最小。
这与光电效应理论一致。
实验结论：通过光电效应测量普朗克常数h的实验，我们得到了h的值为6.62×10^-34J·s。
实验结果与理论值相符，证实了普朗克常数的存在，并说明光电效应是光子性质的重要实验证据。
大学物理实验2之光电效应法测普朗克常量
5. 操作步骤和要领
5. 操作步骤和要领 5.1 安全注意事项 • 汞灯一旦开启，不要随意关闭。 • 本实验不必要求暗室环境，但应避免背景光强的变化。 • 实验过程中注意随时盖上汞灯的遮光盖，严禁让汞光不经过滤光片直接入 射光电管窗口。
• 实验结束时应盖上光电管暗箱和汞灯的遮光盖！ • 仪器不宜在强磁场、强电场、强振动、高温度、带辐射物质的环境下工作。 • 仪器存放时应置于通风干燥处，加防尘罩。
截电压U0 与入射光频率具有线性关系。
3. 实验原理 A
U0
0
U0 ～ 曲线
G －V +
R －E +
光电效应实验原理图
3. 实验原理
3.2 实验规律 (3) 在同一频率下，饱和光电流强度Im 正比于 入射光强P。
I
I m2 I m1
P2 P1
P2 P1
8. 实验数据记录及处理 8.2 测量截止电压
表2 测量截止电压数据整理换算表
要求： （1）假设截止电压和入射光频率是一个线性关系：Ua=kv+b, 通过最小二 乘法求出斜率k和截距b。计算中请写出详细过程并带入具体数据。 （2）通过此斜率k计算出普朗克常量h。计算h与公认值比较的相对误差。 （3）根据截距b计算出金属的脱出功A。并查阅实验所用的活性金属材料 的脱出功进行比较，给出相对误差。
代表人物：
惠更斯（Christiaan Huygens，1629-1695）
提出光是“机械波”
完成光的干涉实验，证明光的波动性
托马斯·杨（Thomas Young，1773-1829）
菲涅耳（Augustin-Jean Fresnel，1788-1827）
完成衍射实验，成功地演示了明暗相间的衍射图样