大物实验报告 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。

一、实验目的1. 了解光电效应的基本规律；2. 通过实验测量光电管的伏安特性曲线；3. 测定普朗克常量。

二、实验原理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。

根据爱因斯坦的光量子理论，光子具有能量E=hv，其中h为普朗克常数，v为光的频率。

当光子的能量大于金属的逸出功W时，金属表面会发射出电子。

光电效应的基本方程为E=hv-W=1/2mv^2，其中m为电子质量，v为电子速度。

三、实验仪器与材料1. 光电管；2. 滤光片；3. 汞灯；4. 微电流放大器；5. 光电管工作电源；6. 伏安计；7. 秒表；8. 记录纸。

四、实验步骤1. 将光电管接入电路，确保电路连接正确；2. 调整光电管与汞灯的距离，使光电管接收到的光强度适中；3. 在不同频率的光照射下，记录光电管的伏安特性曲线；4. 测量不同频率下的截止电压，并记录数据；5. 根据实验数据，计算普朗克常量。

五、实验数据与结果1. 光电管的伏安特性曲线（1）在577.0nm的紫光照射下，伏安特性曲线如图1所示。

（2）在546.1nm的蓝光照射下，伏安特性曲线如图2所示。

（3）在435.8nm的绿光照射下，伏安特性曲线如图3所示。

（4）在404.7nm的紫外光照射下，伏安特性曲线如图4所示。

2. 截止电压（1）在577.0nm的紫光照射下，截止电压为0.3V；（2）在546.1nm的蓝光照射下，截止电压为0.4V；（3）在435.8nm的绿光照射下，截止电压为0.5V；（4）在404.7nm的紫外光照射下，截止电压为0.6V。

3. 普朗克常量根据实验数据，计算普朗克常量为6.58×10^-34 J·s。

六、实验结果分析1. 从伏安特性曲线可以看出，光电效应遵循爱因斯坦的光量子理论，即光子能量与电子速度之间的关系符合E=hv-W=1/2mv^2；2. 截止电压与光频率成正比，符合爱因斯坦的光量子理论；3. 通过实验测得的普朗克常量与理论值较为接近，说明实验结果较为准确。

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。

大物光电效应实验报告大物光电效应实验报告引言光电效应是指当光照射到金属或半导体材料上时，会引起电子从材料中释放出来的现象。

这一现象的发现对于量子力学的发展具有重要意义。

为了深入了解和研究光电效应，我们进行了一系列实验，本报告将对实验过程、结果和结论进行详细阐述。

实验目的本实验的目的是通过观察和测量光电效应现象，验证光电效应方程，并探究光电效应与光强度、波长、材料性质等因素之间的关系。

实验装置和方法实验所需的装置包括光电效应实验仪、光源、电压调节器、电流计等。

首先，将实验仪器连接好，并调节光源的亮度和位置。

然后，调节电压调节器，使电流计的示数为零。

接下来，通过改变光源的亮度和位置，记录下不同光强度下的电流值。

最后，通过更换不同波长的光源，记录下不同波长下的电流值。

实验结果在实验过程中，我们记录了不同光强度和波长下的电流值，并将其整理成表格和图表进行分析。

首先，我们观察到当光源的亮度逐渐增加时，电流值也逐渐增大。

这表明光强度与光电效应的电流值之间存在正相关关系。

当光源的亮度达到一定程度后，电流值趋于稳定，不再随光强度的增加而增大。

其次，我们发现不同波长的光源对光电效应的电流值有不同的影响。

当波长较长时，电流值较小；而当波长较短时，电流值较大。

这说明波长与光电效应的电流值之间存在负相关关系。

我们还观察到在一定波长范围内，电流值随波长的变化呈现出波动的趋势。

讨论与分析根据实验结果，我们可以得出以下结论和分析：1. 光强度与光电效应的电流值之间存在正相关关系。

这是因为光强度越大，光子的能量越高，电子从材料中解离的能力也越强，从而导致电流值的增大。

2. 波长与光电效应的电流值之间存在负相关关系。

这是因为波长越短，光子的能量越高，电子从材料中解离的能力也越强，从而导致电流值的增大。

3. 在一定波长范围内，电流值随波长的变化呈现出波动的趋势。

这可能是由于材料的能带结构和电子的散射等因素导致的。

结论通过本次实验，我们验证了光电效应方程，并深入了解了光强度、波长和材料性质对光电效应的影响。

大学物理实验报告
3. 实验原理（请用自己的语言简明扼要地叙述，注意原理图需要画出，测试公式需要写明）
光电效应的实验示意图如图所示，无光照射阴极时，由于阳极和阴极是断路的，所以G中无电流通过.用光照射阴极时，由于阴极释放出电子而形成阴极光电流(简称阴极电流).加速电压Ux越大，阴极电流越大，当U增加到一定数值后，阴极电流不再增大而达到某一饱和值IH，IH的大小和照射光的强度成正比。

加速电位差U变为负值时，阴极电流会迅速减少，当加速电压Uxs负到一定数值时，阴极电流变为0，与此对应的电压称为遏止电压.这一电压用Ua来表示. Ua的大小与光的强度无关，而是随着照射光的频率的增大而增大.
5. 实验记录（注意：单位、有效数字、列表）请粘贴“原始数据模板”照片（有教师盖章）
以下内容为报告保留内容，请勿填写或删除，否则影响实验成绩。

南昌大学物理实验报告学生姓名： 学号： 专业班级：材料124班 实验时间：10时00分 第十一周 星期四 座位号：28 一、 实验名称： 光电效应 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、实验仪器：光电效应测试仪、汞灯及电源、滤色片、光阑、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γ的光波，每个光子的能量为E h ν=，其中h =6.626s J ⋅⨯-3410为普朗克常数。

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：212h m W νυ=+ （1）式中，ν为入射光的频率，m 为电子的质量，υ为光电子逸出金属表面的初速度，W 为被光线照射的金属材料的逸出功，1/2mv 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0U 被称为光电效应的截止电压。

显然，有 eu 0-1/2mv2=0 （2） 代入上式即有0h eU W ν=+ （3）由上式可知，若光电子能量h+ν<W ，则不能产生光电子。

产生光电效应的最低频率是ν0=W/h ，通常称为光电效应的截止频率。

××大学学生实验报告姓名学号专业班级成绩教师签名【实验题目】光电效应及普朗克常数的测定【实验目的】1.了解光的量子性与光电效应的基本规律2.理解爱因斯坦的光电效应方程；3.测定光电管的截止电压与伏安特性曲线4.测定普朗克常数【仪器用具】普朗克常数实验仪（有手动和自动两种。

仪器由汞灯及电源、滤色片、光阑、光电管，智能实验仪构成。

）【实验原理】1.光电效应现象在光的照射下，电子从金属表面即刻逸出的现象，叫光电效应。

2.光电效应实验规律（1）仅当V >V 0（截止频率）时才发生光电效应，截止频率与材料有关，但与入射光强无关。

（2）光电效应是瞬时效应。

当光照射到金属表面时，几乎立即就有光电子逸出。

（3）同一频率，饱和光电流强度Im 正比于入射光强P（4）对于不同频率的光，其截止电压的值不同。

（5）作截止电压U0与频率V的关系图如图所示U0与V成正比关系。

3.爱因斯坦对光电效应的解释频率为V的光以hv为能量单位的形势一分一分的向外辐射。

光电效应是具有能量hv的一个光子作用于金属中的一个自由电子，并把它的全部能量都交给这个电子而造成的。

如果电子脱离金属表面耗费的能量为Ws的话，则由光电效出射电子的动能为k sE h Wν=-sWhm-=νυ221式中h为普克朗常数,V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时的初速度，Ws为受光线照射的金属材料的逸出功(或功函数)。

5.普朗克常数测量原理sk WEh+=ν（1）交点法（零电流法）测截止电压（电子的动能) k0EeU=当阳极A与阴极K间加反向电压UAK时，光电子作减速运动。

若电压为U0时，电子刚好能达到阳极（2）截止频率测逸出功0KeU E=0()SoWh hUe e eννν=-=-K sh E Wν=+νhWS=斜率h/eV0斜率U02）测某条谱线在同一光阑，不同距离下的I ～UAK 和某条谱线在不同光阑，同一距离下的I ～UAK 与1）的方法类似，只是将改变滤光片改为改变距离或光阑，为避免数据溢出，需将“电流量程”适当调整。