光電效應(yīng)測(cè)定普朗克常數(shù).ppt

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1、大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)光電效應(yīng)測(cè)定普朗克常數(shù)實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)介實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)內(nèi)容儀器及調(diào)整實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)預(yù)習(xí)題思考題【實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)介】當(dāng)光照射在物體上時(shí)，光的能量只有部分以熱的形式被物體所吸收，而另一部分則轉(zhuǎn)換為物體中某些電子的能量，使這些電子逸出物體表面，這種現(xiàn)象稱為光電效應(yīng)。在光電效應(yīng)這一現(xiàn)象中，光顯示出它的粒子性。愛因斯坦光電效應(yīng)方程1916年密立根首次用油滴實(shí)驗(yàn)證實(shí)了愛因斯坦光電效應(yīng)方程?！緦?shí)驗(yàn)?zāi)康摹?．了解光電效應(yīng)的基本規(guī)律，驗(yàn)證愛因斯坦光電效應(yīng)方程。2．掌握用光電效應(yīng)法測(cè)定普朗克常數(shù)h?！緦?shí)驗(yàn)原理】圖1光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)示意圖圖2某一頻率下,不同光強(qiáng)時(shí)光電管的伏安特性曲線在同一頻率下，飽

2、和光電流強(qiáng)度Im正比于入射光強(qiáng)P。在光的照射下，電子從金屬表面逸出的現(xiàn)象，叫光電效應(yīng)。光電效應(yīng)是瞬時(shí)效應(yīng)。當(dāng)光照射到金屬表面時(shí)，幾乎立即就有光電子逸出。Im圖3不同頻率時(shí)光電管的伏安特性曲線圖4截止電壓與入射光頻率的關(guān)系圖（1）僅當(dāng)?>?0（截止頻率）時(shí)才發(fā)生光電效應(yīng)，截止頻率與材料有關(guān)，但與入射光強(qiáng)無關(guān)。（2）截止電壓U0與入射光頻率具有線性關(guān)系。愛因斯坦對(duì)光電效應(yīng)的解釋愛因斯坦認(rèn)為從一點(diǎn)發(fā)出的光不是按麥克斯韋電磁學(xué)說指出的那樣以連續(xù)分布的形式把能量傳播到空間，而是頻率為?的光以為能量單位(光量子)的形式一份一份地向外輻射。至于光電效應(yīng)，是具有能量的一個(gè)光子作用于金

3、屬中的一個(gè)自由電子，并把它的全部能量都交給這個(gè)電子而造成的。如果電子脫離金屬表面耗費(fèi)的能量為的話，則由光電效應(yīng)打出來的電子的動(dòng)能為式中h為普克朗常數(shù),?為入射光的頻率，m為電子的質(zhì)量，v為光電子逸出金屬表面時(shí)的初速度，為受光線照射的金屬材料的逸出功(或功函數(shù))?！緦?shí)驗(yàn)儀器】?jī)x器主要ZKY－GD－4智能光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)儀。儀器由汞燈及電源，濾色片，光闌，光電管、智能測(cè)試儀構(gòu)成，儀器結(jié)構(gòu)如圖所示：1汞燈電源2汞燈3濾色片4光闌5光電管6基座7測(cè)試儀【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容】1.測(cè)試前準(zhǔn)備:蓋上光電管暗箱和汞燈的遮光蓋，將光電管與汞燈距離調(diào)整并保持在400mm，接通測(cè)試儀及汞燈電源，預(yù)熱約1

4、5min。注意：汞燈一旦開啟，不要隨意關(guān)閉。測(cè)試儀調(diào)零：蓋上光電管暗箱和汞燈的遮光蓋，“電壓”選擇在－2V～+2V檔，“電流量程”選擇在10-13A檔，旋轉(zhuǎn)“電流調(diào)零”旋鈕使“電流表”指示為零。（注意：每次調(diào)換“電流量程”，都應(yīng)重新調(diào)零)(3)調(diào)整光路：先取下光電管暗箱遮光蓋，將直徑為4mm的光闌及波長(zhǎng)為365.0nm的濾光片插在光電管入射窗孔前,再取下汞燈的遮光蓋，使汞燈的出射光對(duì)準(zhǔn)光電管入射窗孔。（注意：嚴(yán)禁讓汞光不經(jīng)過濾光片直接入射光電管）【實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)】1.測(cè)普朗克常數(shù)h表1關(guān)系,光闌孔距離波長(zhǎng)365.0404.7435.8546.1577.0頻率8.2147.4

5、086.8795.4905.196截止電壓手動(dòng)自動(dòng)作出圖，求出直線的斜率K,即可用h=ek求出普朗克常數(shù)，并與h的公認(rèn)值h0比較，分別求出手動(dòng)、自動(dòng)時(shí)的相對(duì)誤差E=(h-h0)/h0。2觀測(cè)光電管的伏安特性曲線(自擬表格，記錄相應(yīng)數(shù)據(jù)，并簡(jiǎn)單分析)a、觀察5條譜線在同一光闌、同一距離下伏安飽和特性曲線。b、觀察某條譜線在不同距離（即不同光強(qiáng)）、同一光闌下的伏安飽和特性曲線。c、觀察某條譜線在不同光闌（即不同光通量）、同一距離下的伏安飽和特性曲線。由此可驗(yàn)證光電管飽和光電流與入射光成正比?！舅伎碱}】【預(yù)習(xí)題】1.光電效應(yīng)有哪些應(yīng)用？1．何為光電效應(yīng)？光電效應(yīng)的分類。2．

6、何為零電流法？3.自學(xué)Origin軟件，學(xué)會(huì)簡(jiǎn)單作圖?！咀⒁馐马?xiàng)】1.本實(shí)驗(yàn)不必要求暗室環(huán)境，但應(yīng)避免背景光強(qiáng)的劇烈變化。2.實(shí)驗(yàn)過程中注意隨時(shí)蓋上汞燈的遮光蓋，嚴(yán)禁讓汞光不經(jīng)過濾光片直接入射光電管窗口。3.實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)應(yīng)蓋上光電管暗箱和汞燈的遮光蓋！