O.普朗克常数的测量.05
测量普朗克常量
实验5.2 用光电效应测量普朗克常量【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〕.学会一种测量普朗克常量h的方法。
【实验仪器】ZKY—GD—3型光电效应仪【仪器介绍】ZKY—GD—3型光电效应仪，包括汞灯与电源、滤光片、光阑、光电管、测试仪〔含光电管电源和微电流放大器〕等，仪器结构如图[0]所示，测试仪的调节面板如图[1]所示。
1汞灯电源2汞灯3滤色片4光阑5光电管6基座7实验仪名称型号技术规格光电效应仪ZKY-GD-3组件微电流放大器电流测量范围10-8~10-13 A，分6档，三位半数显光电管电压调节范围-2~+2V, -2~+30V, 分2档，三位半数显工作电源光电管光谱响应范围300—700nm最小阴极灵敏度≥1µA/Lm阳极：镍圈暗电流：I≤2×10-12 A〔-2V≤UAK≤0V〕滤光片5片中心波长〔nm〕，，，，汞灯可用谱线〔nm〕，，，，图[1]测试仪器板【实验原理】一.光电效应当一定频率的光照射到某些金属外表上时，可以使电子从金属外表逸出，这种现象称为光电效应，所产生的电子称为光电子。
光电效应存在一个截止频率v0 ，当入射光的频率v< v0时，不管光的强度如何都没有光电子产生；〔v0 红限频率〕光电子的初动能与光强无关，而与入射光的频率成正比；只要v>v0 ，无论光强如何，都会立即引起光电子发射二.光电效应方程A：金属的逸出功：电子获得的初始动能由上式可见：1) 电子一旦吸收了一个光子的能量，就可以立刻从金属外表逸出，所以无须时间累积。
2)光强大，光子数多，释放的光电子也多，所以饱和光电流也大。
3) 从方程可以看出光电子初动能和照射光频率成线性关系三.遏止电压U0截止电压U0与入射光频率v成直线关系实验中可用不同频率的入射光照射，分别找到相应的遏止电压U0 ，就可作出U0～v的实验直线，此直线的斜率就是k=h/e【实验内容】1.测试前的准备用专用连接线将光电管暗盒电压输入端与测试仪电压输出端〔后面板上〕连接起来〔红—红，蓝—蓝〕将测试仪及汞灯电源接通，预热10min把汞灯及光电管暗盒遮光盖盖上，将汞灯暗盒光输出口对准光电管暗盒光输入口，调整光电管与汞灯距离约为40cm，并保持不变。
利用光电效应测普朗克常数实验报告
利用光电效应测普朗克常数实验报告实验报告：利用光电效应测普朗克常数一、引言光电效应是指当光照射到金属表面时，金属会释放出电子。
根据经典物理学理论，根据光的强度增大，金属表面释放出的电子数量也应该增大。
然而，在实验中却发现了一些异常现象，例如有些金属表面即便是强光照射下电子数量很少，也有些金属表面即便是弱光照射下电子数量很多。
这一现象在经典理论中无法解释，但通过引入光的能量量子化概念，可以解释为光的能量以粒子的形式传递，并且在一定条件下会被物质吸收。
根据这个理论，我们可以用光电效应来测量普朗克常数。
二、实验目的本实验的目的是利用光电效应测量普朗克常数，并验证光电效应与光强度、频率、阈值电压的关系。
三、实验原理普朗克常数是用来描述能量量子化与辐射的关系的物理常数。
根据光电效应理论，当光照射在金属表面时，光子携带一定的能量，当这个能量大于金属表面的阈值电压时，金属表面才会释放出电子。
根据能量守恒定律，光子的能量等于电子的逸出功（金属表面的电子脱离金属所需要的最小能量）加上电子动能。
因此，我们可以利用光的频率和阈值电压来测量普朗克常数。
四、实验步骤1.将光源朝向光电池，并将光电池的输出接入示波器，调节光源的强度，使得示波器正常工作。
2.测量不同波长、不同强度的光源对应的阈值电压，并记录下实验数据。
3. 根据记录的数据计算光子能量E=hv，其中v为光的频率。
4.对不同波长、不同强度的光源的光子能量和阈值电压进行拟合，得到普朗克常数的近似值。
五、数据处理与分析根据实验记录的数据，我们可以通过计算光子的能量E和对应的阈值电压的比值，得到普朗克常数的近似值。
根据布朗运动原理和随机误差的性质，使用合适的统计方法对数据进行处理和分析，最终得到普朗克常数的准确值。
六、实验结论通过本实验，我们成功地利用光电效应测量了普朗克常数，并验证了光电效应与光强度、频率、阈值电压的关系。
实验结果与理论值相符合，证明了普朗克常数的测量方法的可靠性。
利用光电效应测普朗克常数实验步骤
利用光电效应测普朗克常数实验步骤测量普朗克常数的光电效应实验是一种常见的实验方法，以下是一个步骤详细的实验说明，以利用光电效应测定普朗克常数。
实验设备和材料：-光电效应实验仪器：包括光源、光电管、电压源和电流计等。
-光源：可使用氢气放电管等具有特定波长的光源。
-光电管：选择光电效应较强的光电管，例如镉面光电管。
-电压源：可以为光电管提供不同的电压。
-电流计：用于测量光电管中的电流。
实验步骤：步骤1：装置搭建1.将光电管与电压源和电流计连接起来，确保电路完整。
确保光电管的阴极朝向光源。
2.将电流计的量程设定为合适的范围，并保持其刻度清晰可读。
3.将光源切换到适当的波长，以使其与光电管光谱响应相匹配。
步骤2：测量光电流与光强关系1.先令电压源的电压为零，此时光电管中不会有电流通过。
2.将光源通过光管照射到光电管阴极上，并记录下光电流稳定值。
3.逐渐增加电压源的电压，再次记录光电流的大小。
每次增加一定的电压值后等待电流稳定再进行记录，直到光电流达到饱和或不再变化。
4.根据电流计的读数和光电管的阴极面积，计算出光电流密度（单位面积上接收到的光电流）。
步骤3：绘制光电流与光强曲线1.绘制一个光电流与光强（或电压）的散点图，横坐标为光强（或电压），纵坐标为光电流密度。
2.可以采用半对数坐标轴，即横坐标使用对数刻度，纵坐标使用线性刻度绘制图线。
3.使用最小二乘法拟合数据点得到一条最佳拟合直线。
根据光电效应的基本关系式，该直线的斜率为普朗克常数的负值。
步骤4：计算普朗克常数1.根据拟合直线的斜率，计算得到普朗克常数的负值。
2.考虑实验中存在的误差，包括光电流的测量误差、电压测量的误差等，以及仪器设备的误差，计算出普朗克常数的不确定度。
3.将实验测得的普朗克常数值和不确定度与已知的普朗克常数值进行比较，评估实验结果的准确性和可靠性。
总结：通过这个实验步骤，可以利用光电效应测定普朗克常数。
该实验操作简单，但结果的准确性和可靠性受到实验环境、测量仪器的精度和其他误差的影响。
光电效应测量普朗克常量
光电效应测量普朗克常量一、前言光电效应是物理学中的一个基础概念，它是指当光子与物质相互作用时，能量被传递给物质，导致电子从物质中被释放出来。
这个现象在我们日常生活中有很多应用，比如太阳能电池板、数字摄像机和光电二极管等。
而在科学研究中，测量普朗克常量也是非常重要的一个任务。
二、什么是普朗克常量普朗克常量（Planck constant）是一个基本的自然常数，通常用符号h表示。
它描述了微观世界的行为方式，在量子力学中起着重要作用。
普朗克常量的数值为6.62607015×10^-34 J·s。
三、什么是光电效应在经典物理学中，我们认为当电磁波照射到金属表面时，金属会吸收能量并将其转化为热能。
但实际上，在某些条件下，金属表面会释放出电子。
这个现象就是光电效应。
四、测量普朗克常量的方法测量普朗克常量有很多方法，其中一种比较常见的方法是通过光电效应来测量。
这个方法基于爱因斯坦的光电效应理论，即当光子与金属相互作用时，会将能量传递给金属表面上的电子，使其跃迁到导体内部。
如果我们知道了光子的能量和电子从金属表面跃迁到导体内部所需要的最小能量（也就是逸出功），就可以通过测量电流和光强度来计算出普朗克常量。
五、实验步骤1. 实验器材：半导体激光器、反射镜、滤波器、准直器、样品台、数字万用表等。
2. 调整激光器输出波长和功率，使其符合实验要求。
3. 将激光束准直后，通过反射镜将其照射到样品台上的金属表面。
4. 在样品台上放置不同材质的金属片，并调整滤波器，使得只有特定波长的光线可以照射到金属片上。
5. 测量不同波长下的电流和光强度，并计算出逸出功。
6. 根据逸出功和不同波长下的能量差，计算出普朗克常量。
六、实验注意事项1. 实验过程中要保证实验器材的稳定性和精度。
2. 选择适当的金属片和滤波器，确保实验数据的准确性。
3. 在实验过程中要注意安全，避免激光对眼睛造成伤害。
七、结论通过测量光电效应可以得到逸出功和能量差，进而计算出普朗克常量。
光电效应普朗克常数的测量
云南大学物理实验教学中心实验报告课程名称：创新性实验实验项目：光电效应普朗克常数的测量学生姓名：朱江醒学号： 20051050148 物理科学技术学院物理系2005级数理基础科学专业指导教师：姜泽军实验时间： 2007年 12 月 1 日 8 时 30 分至12时 30 分实验地点：物理馆实验类型：教学(演示□验证□综合□设计□) 学生科研□课外开放□测试□其它□一、实验目的1．了解光电效应及其规律，理解爱因斯坦光电方程的物理意义 2． 用减速电位法测量光电子初动能，求普朗克常数。
二、实验原理 1．光电效应金属在光的照射下释放出电子的现象叫做光电效应。
根据爱因斯坦的“光量子概念”，每一个光子具有能量E h ν=，当光照射到金属上时，其能量被电子吸收，一部分消耗于电子的逸出功W s ，另一部分转换为电子逸出金属表面后的动能。
由能量守恒定律得212s h m W νν=+ (1)此式称为爱因斯坦光电方程。
式中h 为普朗克常数，ν为入射光的频率，m 为电子质量，v 为电子的最大速度，上式右边第一项为电子最大初动能。
用光电方程圆满解释了光电效应的基本实验事实：电子的初动能与入射光频率呈线性关系，与入射光的强度无关。
任何金属都存在一截止频率0ν，0/s W h ν=，0ν又称红限，当入射光的频率小于0ν时，不论光的强度如何，都不产生光电效应。
此外，光电流大小(即电子数目)只决定于光的强度。
2．验证爱因斯坦光电方程，求普朗克常数本实验采用“减速电位法”决定电子的最大初动能，并由此求出普朗克常数h 。
实验原理如图1所示。
图中K 为光电管阴极，A 为阳极。
当频率为ν的单色光入射到光电管阴极上时，电子从阴极逸出，向阳极运动，形成光电流。
当AK A K U U U =-为正值时，AK U 越大，光电流AK I 越大，当电压AK U 达到一定值时，光电流饱和，如图2中虚线所示。
若AK U 为负(即在光电管上加减速电位)，光电流逐渐减小，直到AK U 达到某一负值s U 时，光电流为零，s U 称为遏止电位或截止电压。
物理实验论文_普朗克常量的测定
光电效应和普朗克常量的测定李弘帙（02009420）（东南大学机械工程学院,南京211189）摘要：普朗克常量（公认值h=6.626196×10^-34J·s）是一个重要的物理常数，可以说凡是涉及到普朗克常量的物理现象都是量子现象。
密立根的光电效应实验测定了普朗克常量，并验证了爱因斯坦的光电效应理论。
同时，该实验的发现，验证过程对大学生原创能力的培养也有积极的促进作用。
关键词：光电效应；普朗克常量；量子现象；原创能力Photoelectric effect and thedetermination of planck constant LiHongZhi(school of mechanical engineering,Southeast University,Nanjing211189)Abstract：Planck constant（picked to be considered value for h=6.626196×10^-34J·s）is a major physical constants, we can say whatever comes to planck constant of physical phenomena are a set of quantum.the photo electric effecton planck constant tested for,and verification of photo electric effect on einstein's theory.at the same time,theexperiment verify the process,on the original of the ability of the training is also actively promote the function.key words:Photoelectric effect;Planck constant;Quantum phenomenon;Faraday's achievement and original innovation training普朗克常数记为h，是一个物理常数，用以描述量子大小。
光电效应法测量普朗克常数
光电效应法测量普朗克常数光电效应是一种重要的现象，它对很多技术和科学原理的研究产生了影响。
光电效应是指当光线照射在某些物质表面时，会使该物质发射出电子。
该现象是由爱因斯坦在1905年提出的，并获得了诺贝尔物理学奖。
在现代物理学中，普朗克常数是一个重要的物理常数，它在理解光电效应中扮演了重要的角色。
普朗克常数是物理学中的基本常数之一，它描述了光电效应中电子的行为。
普朗克常数的数值是6.62607015×10^-34 J·s，它是量子力学中基本常数之一。
根据量子力学的理论，光的能量是以离散的“子包”（也称为光子）的形式存在的，光子的能量与其频率成正比。
因此，当光线照射在某个物质表面时，只有光子的能量高于该物质所能接受的最小能量（也称为“功函数”），才能发射出电子。
该最小能量与物质的电子能级有关，它通常用电子伏（eV）或焦耳（J）来表示。
测量普朗克常数是很重要的，因为它在很多物理学和工程学的应用中都扮演着重要的角色。
例如，在半导体技术和光子学中，普朗克常数是用来描述电子和光子的行为和相互作用的基本常数。
在量子力学中，普朗克常数是计算量子态密度，计算粒子波长和频率的关系等概念的基础。
因此，测量普朗克常数是非常重要的，它有助于我们更好地理解自然界中的现象和数量化地描述其行为。
一种常用的测量普朗克常数的方法是通过光电效应实验。
在实验中，我们使用一束单色（只有一个频率）的光线照射在金属表面上，观察金属表面发射出来的电子能量和光子的能量之间的关系。
通过这个关系，我们可以计算出普朗克常数的值。
这个方法被称为“光电效应法”。
在光电效应法中，我们需要使用很多精密的仪器和设备来测量电子的动能、光的频率和电流等参数。
实验中最重要的设备之一是光电池（也称为“光电管”），它类似于我们日常使用的照相机，可以将光子转换为电子，以电流来衡量光子的能量。
实验中，我们可以调整光线的频率和强度，来研究普朗克常数与光的能量之间的关系，然后利用这些数据来计算普朗克常数的值。
光电效应测定普朗克常数
光电效应测定普朗克常数光电效应是近代物理学中最重要的实验现象之一，它在物理学中的地位与牛顿力学、相对论和量子力学等一样的重要。
光电效应的研究对于人类认识光、电、物质的本质和相互关系具有深刻的意义，而通过光电效应测量普朗克常数更是重要的实验探索之一。
一、光电效应的基本原理光电效应是指在光的照射下，金属表面发射出电子的现象，它是光与物质相互作用的重要表象，具有很高的理论和实用价值。
1905年，爱因斯坦根据光电效应提出了光量子假说（或波粒假说），该假说表明光是由一种粒子组成的，即光子；光子的能量与光的频率成正比，即E=hv，h为普朗克常数，v为光的频率。
当光子的能量大于金属表面上电子的束缚能时（即光的频率大于某一临界频率），电子就能够跃离金属表面，其中一部分电子通过扫描电子显微镜能够观察到金属表面粒子散射的方向和电荷。
这种电子的发射称为光电发射，发射出的电子称为光电子。
当光的频率固定时，光电效应中的电子动能和电流强度与光强度和电子从金属表面逃逸的时间有关系，实验发现它们与金属种类及其表面的状态也有关系，在很大程度上取决于电子的被束缚的原子种类、组态和离子化能。
二、实验步骤普朗克常数的实验是通过测量光电发射与光频率的关系得到的。
包括测量电子的最大动能和光的频率之间的关系，以及测量光电发射电流和光照射时间之间的关系。
仪器设备包括光电发射实验仪、单色光源、分光器、放大器、数字万用表和计数器等。
1.调节仪器。
首先进行仪器调整和预热，保证仪器基本稳定和工作温度和状态达到稳定的状态。
2.测定阴极金属的临界频率。
首先将光源调到足够的亮度，并通过分光器调整好光的频率，使得光电流的电压最大，即为临界频率v0。
然后通过改变光的频率，测量出不同频率下的光电流电压值，并记录数据。
3.测定电子的最大动能。
把单色光源的频率调节到比v0大的数值，并记录下该频率。
将放大器而故障，把电压增益调节到适当的大小，使得电流增益达到50-100倍，然后按下计数器的计数键，记录下计数器的数值，同时通过数字万用表记录下电流増益的电压，随后把自由电子速度器的正电压提高到电子最大动能相对应的大小，并记录下其大小。
光电效应法测量普郎克常数实验报告
光电效应法测量普郎克常数实验报告实验目的：1.了解光电效应的基本原理和测量方法；2.使用光电效应法测量普朗克常数。
实验仪器：1.高压电源2.光电效应装置3.电压源4.测量电压表5.电流表实验原理：光电效应是指当光照射到金属表面时，金属会发射出电子，并产生电流。
光电效应实验的基本原理是根据光电效应的光电子发射定律：光电子的最大动能等于光子能量减去金属工作函数。
能量关系可以表示为：K=hν-φ，其中K是光电子的动能，h是普朗克常数，ν是光的频率，φ是金属的逸出功。
通过测量光电子的动能和光的频率，可以得到普朗克常数。
实验步骤：1.准备实验仪器，将光电效应装置和光电管连接好。
2.将高压电源连接到光电效应装置上，并调节合适的工作电压。
3.调节光电效应装置的光强度，使金属表面可以发射出电子。
4.使用电压源和电流表测量光电效应装置产生的电流和电压。
5.改变光强度和工作电压，多次测量光电效应产生的电流和电压。
实验数据处理：1.对测量得到的电流和电压进行数据整理。
2.计算光电子的动能K，K=eV，其中e是元电荷，V是电压。
3.根据公式K=hν-φ，计算得到普朗克常数h的估计值。
4.计算多次测量得到的普朗克常数的平均值，并计算估计值的标准偏差。
5.通过和已知数值进行比较，评估实验结果的准确性。
实验结果与讨论：通过实验测量得到的普朗克常数的估计值为X，标准偏差为ΔX。
与已知数值进行比较，可以评估实验结果的准确性。
在测量过程中，可能会存在误差，例如电流和电压测量的误差、光强度和工作电压的调节不准确等。
为减小误差，可以进行多次测量，并取平均值。
此外，还可以改变光强度和工作电压，观察其对测量结果的影响。
结论：通过光电效应法测量普朗克常数，可以得到该物理常数的估计值。
实验结果的准确性受到测量误差的影响，可以通过多次测量取平均值来减小误差。
此外，还可以改变实验条件，观察其对测量结果的影响。
在实验中还需要注意仪器的使用和调节，以确保实验的准确性和可靠性。
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普朗克常数用光效应实验光电效应测普朗克常数测普朗克常数实验报告篇一：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一、实验题目光电效应测普朗克常数二、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。
三、仪器用具ZKY—GD—3光电效应测试仪、汞灯及电源、滤色片（五个）、光阑（两个）、光电管、测试仪四、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。
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速度，1mv2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。
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。
显然，有（2）代入（1）式，即有（3）由上式可知，若光电子能量hγW，则不能产生光电子。
产生光电效应的最低频率是γ0=Wh，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γ0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。
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实验名称 普朗克常数的测量 一、前言 量子论是近代物理的基础之一，给予量子论以直观、鲜明物理图像的是光电效应。随着科学技术的发展，光电效应已广泛应用于工农业生产、国防和许多科技领域。 普朗克常数是自然界中一个很重要的普适常数，它可以用光电效应法简单而又较准确地求出。所以，进行光电效应实验并通过实验求取普朗克常数有助于我们了解量子物理学的发展及对光的本性认识。 1887年H.赫兹发现光电效应，此后许多物理学家对光电效应作了深入的研究，总结出光电效应的实验规律。1905年爱因斯坦提出“光量子”假说，圆满地解释了光电效应，并给出了光电方程。密立根用了十年的时间对光效应作进行定量的实验研究，证实了爱因斯坦光电方程的正确性，并精确测量出了普朗克常数h。爱因斯坦和密立根因光电效应等方面的杰出贡献，分别于1921年和1923年获得诺贝尔物理奖。 利用光电效应已制成光电管、光电倍增管等光电器件，在科学技术中得到广泛应用。目前，普朗克常数的公认值是346.6261755(40)10hJs。
二、教学目标 1、了解光电效应的规律，加深对光的量子性的理解。 2、利用光电效应测量普朗克常数h。 3、学会用最小二乘法处理数据。
三、教学重点 1、通过作图法找到光电效应的截止电压。
四、教学难点 1、用实验法作出不同频率下的aU直线，并求出直线的斜率。
五、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AKU，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AKIU关系如图2所示。从图中可见，对一定的频率，有一电压0U，当0UUAK时，电流为零，这个相对于阴极的负值的阳极电压0U，被称为截止电压。 （2）0UUAK后，I迅速增加，然后趋于饱和，饱和光电流MI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）作截止电0U与频率v的关系如图4所示。0U与v成正比关系。当入射光频率低于某极限值v0（v0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v0，在 开始照射后立即有光电子产生，所经过的时间至多为10-9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v的光子具有能量Ehv，h为普朗克常数。当光子照射到金属表面上时，一次为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，爱因斯担提出了著名的光电效应方程：
图1实验 原理图
图2同一频率，不同光强时光电管的伏安特性曲线 图3不同频率时光电管的伏安特性曲
图4截止电压U
与入射光频率v
的关系图 21
02
hvmA (1)
式中，A为金属的逸出功，2102m为光电子获得的初始功能。 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： 21
002
eUm (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AKU时I不再变化，光电流出现饱和，饱和光电流MI的大小与 入射光的强度P成正比。 光子的能量Ahv0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hAv/0。 将（2）式代入（1）式可得：
00
hvAh
Uvveee (3)
此式表明截止电压0U是频率v的线性函数，直线斜率khe，只要用实验方法得出不同的频率对应在的截止电压，求出直线斜率，就可算出普朗克常数的数值 hek (4) 其中191.602210eC，为电子电量。 但是在测试过程中不可避免的存在反向电流，这是因为： 1、在制造过程中，无法避免阴极材料溅射到阳极上，因而在光照射时，阳极也会发射光子形成反向电流。 2、由于自由电子热运动的存在，光电管在无光照的情况下，也会产生电流，称为暗电流。 由于它们的存在使阴极光电流实测曲线相对理论曲线下移。 六、实验仪器 YGP-2型普朗克常量实验装置（包括汞灯及电源，滤色片，光阑，光电管、智能测试仪构成）。
七、实验内容与步骤 （一）仪器的调整 按照说明书对聚光器、单色仪、测量放大器的零点进行调节。
（二）测光电管的伏安特性及测定普朗克常量 1．精确校正零极光谱位置。将螺旋测微器的微分筒转到“0”，电压调至“0.00V” ， 选择合适倍率观测电流表读数，轻微的左右转动微分筒，使电流表读数最大，然后读出测微器的读数（大于0为正值，小于0为负值），作为零级光谱的修正值。
2．调节螺旋测微器选择合适的波长，注意零级光谱的修正。由于单色仪所选用的衍射光栅的闪耀波长是500nm，因此，波长在500nm左右的强度较强，所以建议选择400～500nm之间的任意波长。 3．将正负转换开关置于“－”，逆时针转动微分筒到选定的波长位置，转动电压调节旋钮，改变光电管遏止电压，从－0.25V起缓慢调高外加直流负压，先注意观察一遍电流变化情况，选择合适倍率410A或510A。
4．针对各阶段电流变化情况。分别以不同的间隔施加遏止电压，读取对应的电流值。 5．陆续选择适当间隔的另外2～3种波长的光进行同样测量。 6．列表记录数据，画出伏安特性曲线，并确定截止电压。根据实验原理：截止电压应是实测曲线的斜直线部分与曲线部分的相接处。 八、数据表格及数据处理 1、实测3种波长在不同电压下的光电流数据，如下表 (本实验所用光电管只是众多中的一只，因光电管每只的参数不可能完全一致，所以所测数据及数据处理方法仅供参考)：
430nm 460nm 490nm
U(V) I(410A) U(V) I(410A) U(V) I(410A) 1 -2.50 -46.2 -2.50 -52.0 -2.50 -80.0 2 -2.30 -46.0 -2.30 -51.6 -2.30 -78.8 3 -2.10 -45.0 -2.10 -50.6 -2.10 -78.6 4 -2.00 -44.6 -2.00 -50.3 -1.90 -77.8 5 -1.90 -44.3 -1.80 -49.9 -1.70 -76.1 6 -1.80 -44.0 -1.65 -49.4 -1.50 -74.8 7 -1.75 -44.0 -1.55 -48.6 -1.40 -74.0 8 -1.70 -43.9 -1.50 -48.2 -1.35 -73.4 9 -1.65 -43.7 -1.45 -48.1 -1.30 -72.8 10 -1.60 -43.1 -1.40 -48.0 -1.25 -72.4 11 -1.55 -43.0 -1.35 -47.9 -1.20 -72.0 12 -1.50 -42.3 -1.30 -47.8 -1.15 -71.4 13 -1.45 -42.0 -1.25 -47.0 -1.10 -70.8 14 -1.40 -42.0 -1.20 -46.2 -1.05 -70.4 15 -1.35 -41.5 -1.15 -45.9 -1.100 -69.8 16 -1.30 -41.0 -1.10 -45.6 -0.95 -68.0 17 -1.20 -39.8 -1.05 -44.0 -0.90 -66.0 18 -1.10 -36.0 -1.00 -42.2 -0.85 -62.7 19 -1.00 -27.8 -0.90 -34.6 -0.75 -46.8 20 -0.90 -10.0 -0.80 -19.2 -0.65 -8.0 2．作I-V关系曲线 3．通过作图得到各波长的截止电压如下 波长()nm 430 460 490
频率14(10)ZvH 6.98 6.52 6.12
截止电压()KAUV 1.50 1.30 1.15
4．求解普朗克常量： 151314131.501.154.07106.986.1210UUkvv
所以346.5210hekJs
5．相对误差为： 1.6%hhh真真 九、指导要点及注意事项 1、仪器需要预热20～30分钟。 2、测微螺杆位移0.01nm，恰好对应波长为1nm，逆时针转动微分筒，波长向长波方向移动，波长增加，反之减小。 3、调节测量放大器的零点，在进行测量光电管的伏安特性及其有关实验的过程中，电流表的零位一旦调好，千万不能再动此钮。 4、电流表的倍率选择一般在410A或510A档，使微安表的指示值在30～100％的范围内，如超过满刻度可调整入射狭缝，尽量在测量某一波长的光电流曲线时，不变更倍率。 5、由于暗电流等的存在，截止电压不在光电流 I = 0 处而较难准确确定，故在电流开始变化的“抬头点”附近细心地多测几个点以保证较准确地确定截止电压。
十、实验管理和成绩记载 1、实验管理 （1）预习检查：检查学生的学生证，检查学生预习报告并签字，随机提问（约占实验学生的四分之一）检查学生的预习情况。无预习报告或预习检查不合格的学生取消当堂课实验资格，重新预约该实验。 （2）操作管理：巡回检查学生的实验操作和实验数据记录情况，及时发现、指导、解决学生在实验操作中遇到的问题，检查完成实验学生的数据记录并签字；对在1小时左右完成实验的学生进行认真的检查并要求其完成实验的选做内容。 （3）实验报告批改：要求学生认真作好实验报告，并于实验后一周内交给任课教师 (地点：主教学楼1楼走廊信箱) ；及时批改学生的实验报告，作好成绩记载并及时发还给学生。 2、成绩记载 平时成绩：实验操作60%；实验报告40%；及时在实验预约单上记载平时成绩。 综合成绩：平时成绩60%；考试成绩40%。