实验讲义-光电效应和普朗克常数的测量

实验目的：本实验旨在通过光电效应实验测定普朗克常量，并验证光电效应与普朗克常量之间的关系。

实验原理：光电效应是指当光照射到金属表面时，金属会发射出电子的现象。

根据爱因斯坦的解释，光电效应可以用粒子模型解释，即光子（光的量子）与金属表面上的电子相互作用，使得电子获得足够的能量，从而克服金属表面的束缚力逸出。

普朗克常量（h）是描述光子的能量与频率之间关系的物理常数，它与光电效应中的电子动能和光的频率之间有关系，可以通过光电效应实验进行测定。

实验装置：光源：提供可调节的单色光源。

光电管：包括光敏阴极和阳极，用于测量光电子的电流。

电压源：用于给光电管提供适当的反向电压。

电流计：用于测量光电子的电流。

实验步骤：将光电管与电压源和电流计连接起来，确保电路正常。

调节光源的单色光频率，使其能够照射到光电管的光敏阴极上。

逐渐增加反向电压，直到观察到电流计指针发生明显变化。

记录此时的反向电压和光电管的电流值。

重复步骤3和步骤4，分别改变光源的频率和光强，记录对应的反向电压和电流值。

统计所得的数据，绘制反向电压和光电流的关系曲线。

根据实验数据和绘制的曲线，利用普朗克关系E = hf（E为光电子的动能，h为普朗克常量，f为光的频率），进行普朗克常量的测定。

实验结果与讨论：根据实验所得的反向电压和光电流的关系曲线，可以利用普朗克关系计算得到普朗克常量的数值。

在实验中应注意排除误差因素，如光强的变化、测量误差等，以提高实验结果的准确性。

结论：通过光电效应实验测定普朗克常量，并与理论值进行比较，验证了光电效应与普朗克常量之间的关系。

实验结果与理论值的接近程度可以评估实验的准确性，并对光电效应和普朗克常量的物理意义进行讨论。

需要注意的是，实验报告中还应包括实验装置的详细描述、数据记录、数据处理方法和结果分析等内容，以及可能的误差来源和改进措施。

这些信息可以根据具体的实验条件和要求进行适当调整和补充。

光电效应与普朗克常数的测量【实验目的】1) 通过光电效应实验加深对光的量子性的认识； 2) 验证爱因斯坦方程，测定普朗克常数h ； 3) 测定光电管的伏安特性曲线． 【实验原理】光电效应是由赫兹在1887年首先发现的，这一发现对认识光的本质具有极其重要的意义．1905年，爱因斯坦从普朗克的能量子假设中得到启发，提出光量子的概念，成功地说明了光电效应的实验规律．1916年，密立根以精确的光电效应实验证实了爱因斯坦的光电方程，测出的普朗克常数与普朗克按绝对黑体辐射定律中的计算值完全一致．爱因斯坦和密立根分别于1921年和1923年获得诺贝尔物理学奖．光电效应的应用极为广泛．用光电效应的原理制成的光电管、光电倍增管及光电池等各种光电器件，是光电自动控制、有声电影、电视录像、传真和电报等设备中不可缺少的器件．在光的照射下，从金属表面释放电子的现象称光电效应． 1．光电效应及其规律 光电效应的基本规律有：①饱和光电流：饱和光电流强度与入射光强度成正比；②存在截止频率：对某一种金属来说，只有当入射光的频率大于某一频率0v 时，电子才能从金属表面逸出，电路中才有光电流，这个频率0v 叫做截止频率——红限；③线性性：用不同频率的光照射金属K 的表面时，只要入射光的频率大于截止频率，截止电压与入射光频率具有线性关系．④瞬时性：无论入射光的强度如何，只要其频率大于截止频率，则当光照射到金属表面时，几乎立即就有光电流逸出（延迟时间约为10-9s ）．2．爱因斯坦光子假说与光电效应方程1905年，爱因斯坦对光的本性提出了新的理论，认为光束可以看成是由微粒构成的粒子流，这些粒子流叫做光量子，简称光子．在真空中，光子以光速c 运动．一个频率为ν的光子具有能量νh ，h 为普朗克常数．按照光子理论，光电效应可解释如下：当金属中的一个自由电子从频率为ν的入射光中吸收一个光子后，就获得能量νh ．如果νh 大于电子从金属表面逸出时所需的逸出功W ，这个电子就可从金属中逸出．根据能量守恒定律，应有212m h mv W ν=+ （1）图1 实验原理图 图2 I －U 特性曲线☆讲义阅后请放在实验台上，不要带走！☆式中212m mv 是光电子的最大初动能，上式称为爱因斯坦光电效应方程．爱因斯坦方程表明光电子的初动能与入射光的频率成线性关系．入射光的强度增加时，光子数也增多，因而单位时间内光电子数目也将随之增加，这就很自然地说明了光电子数与光的强度之间的正比关系．由方程(1)，假定2102m mv =，得：0/W h ν=． 这表明频率为0ν(截止频率)的光子具有发射光电子的最小能量．如果光子频率低于0ν，不管光子数目多大，单个光子没有足够的能量去发射光电子，所以截止频率相当于电子所吸收的能量全部消耗于电子的逸出功时入射光的频率．3．普朗克常量的测量如图1表示实验装置的光电原理．单色光投射到光电管的阴极金属板K ，释放光电子（发生光电效应），A 是集电极（阳极）．由光电子形成的光电流可以被微安表测量．在保持光照射不变的情况下，如果在AK 之间施加反向电压（集电极为负电位），光电子就会受到电场的阻挡作用，当反向电压足够大时，达到S U 光电流降到零，S U 就称做截止电压．不难理解，截止电压与光电子最大初动能间有如下关系212m S mv eU = （2） 即有0()S h W hU v v v e e e=-=- （3） 则测出不同频率ν的入射光所对应的截止电压S U ，由此可作~S U ν图线，由直线斜率e h /可求得普朗克常数h ．由该直线与横轴的交点，可求出“红限”频率0ν．这就是密立根验证爱因斯坦光电效应方程的主要实验思想．实际测量的光电管伏安特性曲线存在某些干扰，主要有：（1）存在暗电流和本底电流：在完全没有光的照射下，由光电管阴极本身的电子热运动所产生的电流称为暗电流．由于外界各种漫反射光照射到光电管阴极所形成的电流称为本底电流．（2）存在阳极电流：光电管在制造和使用时，阳极不可避免地被阴极材料所沾染．在光的照射下，被沾染的阳极也会发射光电子并形成阳极电流，在光电管加反向电压时，该电流流向与阴极电流流向相反．由于上述原因，致使实测曲线光电流为零时所对应的电压并不是截止电压．确定截止电压，主要有两种办法：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,因此曲线与U 轴交点的电位差值近似等于遏止电位差S U ，此即为交点法．②拐点法光电管阳极反向电流虽然较大，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，因此测出拐点即测出了理论值S U ．图4 存在反向电流的I-U 特性曲线【实验装置】光源（高压汞灯，可用谱线为365.0nm 、404.7nm 、435.8nm 、546.1nm 、577.0nm 共五条强谱线）、滤光片、光电管暗盒、微电流测量仪、光电管工作电源【实验内容及步骤】1. 测试前准备:⑴接通测试仪及汞灯电源，预热约20min ．盖上光电管暗箱和汞灯的遮光盖，将光电管与汞灯距离调整并保持在400mm 不变．注意：汞灯一旦开启，不要随意关闭！⑵测试仪调零：盖上光电管暗箱和汞灯的遮光盖，“电压”选择在“－2V ～+30V”档，“电流量程”选择在“1010A -”档，旋转“电流调零”旋钮使“电流表”指示为“000.0”．注意：每次调换“电流量程”，都应重新调零！ 2. 测光电管的伏安特性曲线(AK IU 曲线)将“电压”选择按键置于“－2V ~ +30V”档，将“电流量程”选择开关置于“1010A -”或“1110A -”挡并重新调零，将直径为2mm 的光阑及波长435.8nm 的滤光片插在光电管入射窗孔前．⑴从截止电压开始由低到高调节电压，直至30V （不高于30V ）． 从截止电压到0V 区间，电压取值间隔为0.25V ； 从0V 到8V 区间，电压取值间隔为1.5V ； 从8V 到30V 区间，电压取值间隔为3V ． 每取一电压值，记录数据．表一 400AK I U L mm -=关系435.8nm 光阑2mm AK ()U V11(10)I A -⨯435.8nm 光阑4mm AK ()U V11(10)I A -⨯546.1nm 光阑2mm AK ()U V11(10)I A -⨯546.1nm 光阑4mmAK ()U V11(10)I A -⨯注意：由于光电流会随光源、环境光以及时间的变化而变化，测量光电流时，选定AK U 后，应取光电流读数的平均值．为了使每个电流值都有三位有效数字，测量过程中须变换“电流量程”． ⑵换上直径为4mm 的光阑，重复步骤⑴．图5 实验装置⑶换上波长546.1nm 的滤光片，重复步骤⑴、⑵． 3. 验证光电管的饱和光电流m I 与入射光强P 成正比关系在AK U 为30V 时，选择“电流量程”使得电流值有三位有效数字，并重新调零．在同一入射频率，同一入射距离下，记录光阑直径分别为2mm 、4mm 、8mm 时对应的电流值于表中．表二 AK 30 400m I P U V L mm -==关系4. 普朗克常数的测量零电流法 将“电压”选择按键置于“－2V ~ +2V”档，“电流量程”选择在“1210A -”档并重新调零．将直径为4mm 的光阑及波长为365.0nm 的滤光片插在光电管入射窗孔前，调节电压AK U ，使得光电流I 为零，此时测试仪中显示的电压值即可认为是该入射光频率对应的截止电压．重复测量四次，填入表中．依次更换其余四个滤光片（注意：一定要先盖上汞灯的遮光盖再更换滤光片），测出各自对应的截止电压．补偿法 调节电压AK U 使电流为零后，保持AK U 不变，遮挡汞灯光源，此时测得的电流1I 为电压接近截止电压时的暗电流和本底电流．重新让汞灯照射光电管，调节电压AK U 使电流升至1I ，将此时对应的电压AK U 的绝对值作为截止电压S U ．此法可以补偿暗电流和本底电流对测量结果的影响．表三 4 400S U v mm L mm -Φ==关系光阑孔【数据处理】1．根据表一的数据在坐标纸上作AK I U 关系曲线．2．根据表三的数据在坐标纸上作SU v 直线，得出直线的斜率后求普朗克常数h ，与公认值340 6.62610h J s -=⨯⋅比较求相对误差．同时求红限频率0v ．3．验证光电管的饱和光电流m I 与入射光强P 成正比关系． 【注意事项】1．汞灯关闭后，不要立即开启电源．必须待灯丝完全冷却后再开启，以延长汞灯寿命． 2．实验过程中注意随时盖上汞灯的遮光盖，一定要先盖上汞灯的遮光盖再更换滤光片． 3．实验结束时应盖上光电管暗箱和汞灯的遮光盖！ 4．滤光片要保持清洁，禁止用手摸关系面．5．光电管不使用时，要断掉阳极与阴极之间的电压，防止意外光线照射，保护光电管． 【思考题】1．光电效应法测普朗克常数的依据是什么？2．加在光电管两端的电压为零时，光电流为什么不为零？3．什么叫光电效应？爱因斯坦提出的光电效应理论有哪些内容？4．说明光电效应与光频率、光强 、逸出功、截止电压、截止频率的关系，简述暗电流产生的原因及测量方法．5．在实验中，为什么在光电管暗盒子窗口上装小孔光阑？若改变光电管上的照度，对AK IU 曲线有何影响？。

光电效应测普朗克常数实验报告一、实验目的1、了解光电效应的基本规律。

2、掌握用光电效应法测量普朗克常数的方法。

3、学习测量截止电压的方法，并通过数据处理得出普朗克常数。

二、实验原理1、光电效应当一定频率的光照射在金属表面时，会有电子从金属表面逸出，这种现象称为光电效应。

逸出的电子称为光电子。

2、爱因斯坦光电方程根据爱因斯坦的理论，光电子的最大初动能＄E_{k}＄与入射光的频率＄ν$ 和金属的逸出功＄W$ 之间的关系可以表示为：＼E_{k} ＝hν W\其中，＄h$ 为普朗克常数。

3、截止电压当光电子的动能为零时，所加的反向电压称为截止电压＄U_{c}＄。

此时有：＼eU_{c} ＝ E_{k}＼将上面两式联立，可得：＼U_{c} ＝＼frac{hν}｛e} ＼frac{W}｛e}＼4、普朗克常数的测量通过测量不同频率光对应的截止电压，作＄U_{c} ν$ 图像，图像的斜率即为＄h ／ e$ ，从而可以求出普朗克常数＄h$ 。

三、实验仪器光电效应实验仪、汞灯、滤光片、遮光片、微电流测量仪等。

四、实验步骤1、仪器连接与预热将光电效应实验仪的各个部分正确连接，打开电源，让仪器预热 20 分钟左右。

2、调整仪器（1）调整光源与光电管之间的距离，使光斑能够均匀照射在光电管的阴极上。

（2）调整遮光片，使得光能够准确地通过遮光孔照射到光电管上。

3、测量不同频率光的截止电压（1）依次换上不同波长的滤光片，得到不同频率的单色光。

（2）缓慢调节电压，观察微电流测量仪上的示数，当电流为零时，记录此时的电压值，即为该频率光对应的截止电压。

4、重复测量对每个频率的光，进行多次测量，取平均值以减小误差。

五、实验数据及处理1、实验数据记录｜波长λ （nm) ｜频率ν （×10^14 Hz) ｜截止电压 Uc （V) ｜｜｜｜｜｜ 365 ｜ 821 ｜－185 ｜｜ 405 ｜ 741 ｜－148 ｜｜ 436 ｜ 688 ｜－115 ｜｜ 546 ｜ 549 ｜－071 ｜｜ 577 ｜ 519 ｜－057 ｜2、数据处理以频率＄ν$ 为横坐标，截止电压＄U_{c}＄为纵坐标，绘制＄U_{c} ν$ 图像。

光电效应和普朗克常量的测定实验原理
光电效应是指当光照射在某些金属表面时，电子从该金属表面被排放出来的一种现象。

而普朗克常量是描述光的性质的一个重要物理常量，它表示光子能量和频率之间的关系。

在实验中，测定普朗克常量的一种方法就是通过测定光电效应中的电子最大能量来计算。

第一步，实验需要准备一些材料，包括一个光电效应器件、一块金属片、一台数字万用表等。

第二步，首先需要将金属片固定在光电效应器件的入射口上。

然后通过调整入射光源的波长和强度来产生光电效应，并用数字万用表来测量金属片上的电子流。

第三步，当入射光强度足够大时，电子流呈现出一个稳定的最大值。

此时，应该记录下该最大值的电流大小，并计算金属片上每个电子的最大能量。

第四步，为了计算普朗克常量，需要绘制出电子最大能量与入射光波长之间的关系图。

应该选择尽可能多的光源，以便获得更准确的数据。

根据图像的斜率，可以计算出普朗克常量的值。

最后，需要对实验所获得的数据进行统计和分析。

可以通过对实验数据的多次测量来提高精度。

同时，也可以与实验室中其他人员或研究者分享实验结果，以期获得更多的建议和意见。

总之，通过以上步骤，我们可以测定光电效应中的电子最大能量，并计算普朗克常量的值。

这种实验不仅可以用于物理学的学术研究，还可以应用于现代光电子学和半导体领域中的实际应用研究。

光电效应法测量普郎克常数实验报告实验报告：光电效应法测量普朗克常数一、实验目的1.学习光电效应现象及其基本原理。

2.了解并掌握光电电流与入射光强、入射光频率、阳极电压等因素之间的关系。

3.通过测量光电流与入射光频率的变化关系，确定普朗克常数的数值。

二、实验仪器与材料1.光电效应测量装置：包括光电池、透镜、滤光片、锁相放大器等。

2.微电流放大器3.光源4.不同频率的滤光片5.示波器6.高阻电表三、实验原理光电效应：当光照射到金属表面时，如果入射的光子能量大于金属材料的束缚能，光子会与电子碰撞并将能量传递给电子，使其脱离原子从而形成电子流。

这种现象被称为光电效应。

普朗克常数：光电效应的理论基础是普朗克的量子理论。

普朗克常数h表示光的能量量子，定义为一个光子的能量E与它的频率f的乘积，即h=E/f。

通过实验测量光电流与入射光频率的关系，可以利用普朗克常数确定光子的能量。

实验步骤：1.接通实验装置，将透镜调节至焦距为f的位置。

2.将滤光片依次插入光源光路中，为了测得不同波长的光电流，需要用具有不同波长的滤光片，将光线调至单光束。

3. 调节锁相放大器使其谐振频率f_0接近光电效应的阴阳极系统阻抗特性的谐振频率f_res。

4. 调节滤光片使入射光频率f与f_res相等。

5.将阳极电压U逐渐增加，记录相应的光电流I。

6.重复上述步骤5次，取平均值。

四、实验数据与处理测量数据如下表：U(V)，I(A)------，------1.0，1.32.0，2.53.0，3.84.0，5.15.0，6.5根据测量数据可以得到以下图像：[讲解数据与图像]根据实验原理，根据入射光频率f与与光电流I的关系，可以得到h的数值。

五、误差分析1.光电池的指示误差：由于光电池原件的生产和使用过程中都会存在误差，所以测量结果会受到其指示误差的影响。

2.透镜和滤光片的误差：透镜和滤光片的使用寿命有限，会因为使用时间的长短产生一定的光失真，从而带来误差。

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。

光电效应测普朗克常数实验讲义引言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。

参考资料[1]B.凯格纳克等著，近代原子物理学（上册），科学出版社，1980。

[2]A.M.波蒂斯、H.B.杨著，大学物理实验（伯克利物理实验），科学出版社，1982。

[3]H.F.迈纳斯等著，恽瑛等译，普通物理实验，科学出版社，1987。

[4]史玖德编著，光电管与光电倍增管，国防工业出版社，1981。

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、用减速电位测量光电子初动能，求普朗克常数。

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,当光照射到金属上时,其能量被电子吸收,一部分耗于电子的逸出功,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（2.2-1）此式称为爱因斯坦光电方程。

式中h为普朗克常数，为入射光的频率，m为电子质量，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，，又称红限，当入射光的频率小于时，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。

光电效应及普朗克常数的测定一、实验目的1. 通过光电效应基本特性曲线的测量，加深对光的量子性的理解。

2. 验证爱因斯坦光电效应方程，并测定普朗克常数。

二、实验原理1．光电效应及其实验规律光电效应:当光照射到金属表面时，金属中有电子逸出的现象。

研究原理图如图 4.5.1。

当单色光入射到光电管阴极K时，阴极上会有(光)电子逸出。

部分光电子会到达阳极A，形成光电流。

通过改变外电场的大小和方向，以及选择不同频率的单色光入射，得到光电效应的实验规律：1.1 饱和光电流与入射光强成正比。

如图 4.5.2；1.2 当入射光的频率v＜vo(截止频率)时，不论光的强度如何都没有光电子产生；1.3 光电子的初动能与入射光的频率成正比，与入射光强无关，；1.4 光电效应是瞬时发生的，与入射光强无关。

对于这些实验事实，经典的波动理论无法给出圆满的解释。

2．爱因斯坦光量子理论频率为v的光由能量为hv的粒子组成，这些粒子称为光子。

光入射到金属表面时，一个光子的能量通过碰撞立即被一个电子吸收，只要电子获得的能量足以克服金属对它的束缚能（即逸出功），即可瞬间产生光电效应。

根据能量转化与守恒定律，逸出电子的初动能与入射光频率和金属逸出功的关系为（4.5.1）(爱因斯坦光电效应方程)。

3．普朗克常数的测定U.如图4.5.2。

由（4.5.1）截止电压:使光电流为零而在光电管两端所加的反向电压S和截止电压与电子最大初动能的关系可得到截止电压与入射光频率的关系（4.5.2）显然，选择不同频率的光入射，测量相应的截止电压，得到两者的线性关系，由斜率和截距可得到普朗克常数和金属材料的逸出功。

4．截止电压的确定由于热电子发射、光电管极间漏电、本底电流及阳极产生的反向光电流等因素的影响，使实际测得的光电流曲线下移，故截止电压并非是电流为零时的电压，而是实测曲线两线性段之间的弯曲联接处，即截止电压对应的是曲线上反向电流部分斜率变化很大时的电压，如图4.5.3。

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。

光电效应与普朗克常数测量[优质文档] 光电效应与普朗克常数测量[实验目的]用光电效应法测定普朗克常数[实验原理]当一束入射光照射在金属表面上时，金属内部的电子会从表面逸出。

我们称这一物理现象为光电效应，逸出的电子称为光电子，由它形成的电流称为光电流。

图1光电效应实验原理图测量普朗克常数的实验原理图见1，频率为的光照射到光电管阴极上，即有光电子从阴极逸出，形成光电流。

当阳极A加正电势时，阴极释放的光电子加速向阳极A运动，若阳极A加负电势阴极K加正电势光电子减速。

一饱和电流强度Im与光强P成正比入射光频率一定时，光电流随两级电压增大而增大。

当电压U增加到使所有光电子到达阳极的定值时，光电流不再增加，达到饱和值Im。

Im与光强P成正比。

同理电压U减小到负值时，部分动能大于eU的电子可到达阳极且被吸收。

光电流减小。

反向电压U达到Ua，使具最大动能光电子被阻挡时I=0, Ua为截止电压亦称遏止电压。

二光电子的初动能与入射光的频率υ成正比，与光强无关不同材料有不同的逸出功，因而也不同。

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强无关由上式可知，若光电子能量，则不能产生光电子。

产生光电效应的最低频率是，通常称为光电效应的截止频率。

三光电效应是瞬时效应，一旦有光照射立即产生光电子2υ?υ时，有?mv=hν-W(1)00为普朗克常数，它的公认值是=6.626。

ν为入射光频率。

w为受光照射金 0属表面逸出功2?mv=eUa (2)2由(1)(2)得eUa= ?mv= hν-WUa=hν/e-w0 0/e (3)上式表明，截止电压Ua是入射光频率ν的线性函数，如图2，当入射光的频率时，截止电压，没有光电子逸出。

图中的直线的斜率是一个正的常数:(4) 由此可见，只要用实验方法作出不同频率下的曲线，并求出此曲线的斜率，就可以通过式(4)求出普朗克常数。

光电效应及普朗克常数的测定实验报告光电效应及普朗克常数的测定实验报告引言：光电效应是指当光照射到金属表面时，会引起金属中电子的发射现象。

这一现象的发现和研究对于理解光的本质和量子理论的发展起到了重要的推动作用。

普朗克常数是描述光的粒子性质的一个重要物理常数，它是通过光电效应实验测定得到的。

本实验旨在通过测量光电效应的一些基本参数，来计算得到普朗克常数。

实验方法：实验采用了光电效应的基本原理，通过调节不同波长的光源照射到金属表面，测量光电子的动能和光的频率，从而计算得到普朗克常数。

实验装置主要包括光源、光电管、电压源和电流计。

实验步骤：1. 首先，将实验装置调整到合适的工作状态。

确保光源和光电管之间的距离适当，并调节电压源的输出电压。

2. 使用不同波长的光源照射到光电管上，记录下光电管的电流值和电压值。

3. 对于每个波长的光源，重复步骤2，记录多组数据，以提高测量的准确性。

4. 根据测得的数据，绘制光电子动能与光的频率之间的关系曲线。

5. 通过拟合曲线，计算得到普朗克常数。

实验结果与讨论：根据实验测得的数据，我们绘制了光电子动能与光的频率之间的关系曲线。

通过拟合曲线，我们得到了普朗克常数的近似值。

在实验中，我们发现光电子动能与光的频率之间存在着线性关系，这与光电效应的基本原理相符。

根据爱因斯坦的光量子假设，光的能量是由光子携带的，而光子的能量与光的频率成正比。

因此，光电子的动能与光的频率之间应该存在线性关系。

通过拟合曲线，我们得到了普朗克常数的近似值。

普朗克常数的精确值为6.62607015 × 10^-34 J·s。

通过实验测得的值与精确值的比较，可以评估实验的准确性和误差来源。

在实验中，可能存在的误差包括光源的波长测量误差、光电管的灵敏度误差以及测量仪器的误差等。

为了提高实验的准确性，我们可以采取一些措施，如使用更精确的仪器、增加数据的重复测量次数等。

结论：通过光电效应实验，我们成功测定了普朗克常数的近似值。