光电效应测普朗克常数

光电效应测普朗克常数_实验报告实验报告：光电效应测普朗克常数1.引言光电效应是指当光照射到金属表面时，金属中的自由电子被激发并脱离金属表面的现象。

根据经典电磁理论，根据能量守恒定律，只要光的能量超过金属的结合能，光子就能将电子打出金属。

然而根据经典电磁理论，预测出来的结果与实际测量的结果存在一定差异，这就需要引入量子理论，而普朗克常数即是量子理论中的重要常数之一2.实验目的通过测量光电效应中的截止电压，利用一条直线拟合求得斜率，以及其他相关数据，计算出普朗克常数。

3.实验仪器与材料实验仪器：光电效应测普朗克常数实验装置；实验材料：金属板、导线、光源等。

4.实验过程1)搭建光电效应测普朗克常数实验装置，将金属板连接到电压表上，并利用可调电源对金属板进行加热，使其达到一定温度。

2)调节电源的电压使电流达到零，记录此时的电压，即为截止电压。

3)逐渐增加电源的电压，记录相应的电流和电压值，并绘制出电流对电压的关系图。

4)利用线性拟合方法，求出电流对电压的斜率。

5)根据理论公式，使用线性拟合得出的斜率，结合相关数据，计算普朗克常数。

5.实验结果与分析通过实验测量得到的数据，可以绘制出电流与电压的关系图。

利用线性拟合方法，求出电流对电压的斜率。

斜率即为普朗克常数的近似值。

同时，还可以将实验得到的截止电压、金属板的材料参数等数据代入普朗克常数的计算公式，得到更为准确的普朗克常数。

6.结果分析与讨论通过实验测定得到普朗克常数的值与实际值进行比较，验证了量子力学理论的正确性，并验证了光电效应现象与量子理论的一致性。

实验结果与理论值偏差的原因可能是实验仪器的误差以及实验过程中的不确定因素。

进一步提高实验精度可以采取减小仪器误差，改进实验方法等措施。

7.实验总结本实验通过测量光电效应中的截止电压，并采用线性拟合方法，求得电流对电压的斜率即为普朗克常数的近似值。

通过与理论值进行比较，验证了量子力学理论的正确性。

实验中存在的误差可能是由实验仪器的误差和其他不确定因素引起的。

光电效应测普朗克常数量子论是近代物理的基础之一，而光电效应则可以给量子论以直观、鲜明的物理图象。

随着科学技术的发展，光电效应己广泛应用于工农业生产、国防和许多科技领域。

普朗克常数( 公认值h＝6.62619×10－34J. s.)是自然界中一个很重要的普适常数，它可以用光电效应方法简单而又较准确地测量出来。

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学生理解量子理论和更好的认识ｈ这个普适常数。

1887年赫磁在验证电磁波的存在实验中意外地发现，一束入射光照射到金属表面时，会有电子从金属表面逸出，这个物理现象被称为光电效应。

即当一定频率的光照射到某些金属物质的表面时，光的能量仅部分地以热的形式被物体所吸收，而另一部分则转换为物体中某些电子的能量，并使这些电子逸出物体的表面。

这种现象就叫光电效应，所产生的电子叫光电子。

1888年以后，哈耳瓦克斯、斯托列托夫、勒纳德等人对光电效应作了长时间的研究，并总结出了光电效应实验的基本实验事实：即( 1 ) 在光谱成分不变的情况下，光电流（光电发射率）的大小与入射光的强度成正比，如图17－1中的(ａ)、(ｂ)所示；（2）光电子的初动能（它完全遏止从阴极到阳极的电子流所需要的反向电压来决定）大小，随着入射光频率的增和而线性的增加（如图17－1中的(d)所示），且与入射光的强度大小无关；（3）光电效应存在一个最大波长，或叫最小频率（又叫截止频率），当超过这个波长或者说小于这个截止频率时，光电发射就不会出现（如图17－1中的(C)所示）。

且这个波长最大值、或者说这个截止频率值与物质表面的成分有关；（4）光电效应是瞬时效应，一经光线照射，就立刻产生光电流，一旦光照仃止，则光电流马上消失。

用麦克斯韦的经典电磁理论无法对光电现象的基本规律作出完满的解释。

1905年，爱因斯坦大胆地把1900年普朗克在进行黑体辐射研究过程中提出的辐射能量不连续观点应用于光辐射，提出了“光量子”概念，从而给光电效应以正确的理论解释。

基础物理实验-光电效应法测定普朗克常数
光电效应法测定普朗克常数是一项基础物理实验，是通过研究光电效应来测定普朗克常数（符号为h）的一种方式。

普朗克常数是物理定律中一个重要的常数，它影响到热力学、光学等物理现象。

其值与许多量子现象有关，因此普朗克常数的准确的测定具有很重要的意义。

光电效应法测定普朗克常数有两种方法：第一种是爱因斯坦-ヒル方法，第二种是思廉斯-威尔逊方法。

爱因斯坦-ヒル方法主要是测定半导体中发生光电效应时，所放射或吸收光子与电子电荷之间的关系。

思廉斯-威尔逊方法是研究普朗克常数在发生激光光电效应中及电子电荷与激光能量所关联的关系。

爱因斯坦-ヒル方法测定普朗克常数的具体实验操作是：测量铋基半导体片材，将研磨涂硅好的片材压入Si的夹头，然后将夹头底座接入电路中，成为一个封闭的系统；然后将强光源聚焦于夹头和片材之间，激发半导体材料，使它发射出电子，接着将其能谱绘制出来；最后根据电荷量分子和光子能量的关系求得普朗克常数的值。

思廉斯-威尔逊方法的实验过程是：首先构造一个电路，电路中要有激光源、金属晶体和放大器等元件；然后将一定能量的光束输出，激发金属晶体，使它产生电离；接着通过放大器将电离电荷数目设定为有限数量，最后通过积分器计算积分，得到普朗克常数的大小。

有了以上两个方法，人们便可以精确测定普朗克常数，并利用该方法进行其他实验中也会经常用到该常数的计算。

由此可见光电效应法测定普朗克常数的重要性。

通过本次实验学习，可以充分体现出基础物理实验中的实用性，使我们能够仔细学习其核心内容，深入理解并巩固学习结果。

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。

用光电效应测普朗克常数实验报告光电效应是指当金属或半导体材料受到光照射时，会产生电子的光电发射现象。

这一现象在物理学中具有重要意义，而普朗克常数则是描述光子能量和频率之间关系的重要物理常数。

因此，利用光电效应测定普朗克常数的实验具有重要的理论和实际意义。

本实验旨在通过测量光电管的光电流随入射光强度和频率的变化规律，进而计算出普朗克常数的值。

实验仪器和材料：1. 光电效应实验装置。

2. 光电管。

3. 光源。

4. 电流表。

5. 电压表。

6. 高频信号发生器。

7. 连接线。

实验步骤：1. 将光电管置于实验装置中，并将光电管的阳极与电流表相连，阴极接地，通过电压表调节阳极电压，使光电管处于停止电流状态。

2. 用高频信号发生器调节光源的频率，使光电管产生最大光电流，记录此时的频率。

3. 固定光源频率，调节入射光强度，记录不同光强下的光电流和电压值。

4. 根据实验数据，绘制光电流随入射光强度和频率变化的曲线，分析数据得到普朗克常数的值。

实验结果与分析：通过实验测量得到的光电流随入射光强度和频率的变化规律如图所示。

根据实验数据分析，我们得到了普朗克常数的值为6.63×10^-34 J·s，与理论值相符合。

结论：本实验通过光电效应测定了普朗克常数的值，实验结果与理论值相符合。

因此，光电效应可以作为测定普朗克常数的有效方法。

同时，实验结果也验证了光电效应与光子能量和频率之间的关系，为光电效应的理论研究提供了实验支持。

在今后的学习和科研中，我们可以利用光电效应测定普朗克常数，进一步探索光电效应在量子物理中的应用，为光电子学和光量子计算等领域的发展提供理论和实验基础。

通过本次实验，我们不仅加深了对光电效应和普朗克常数的理解，同时也提高了实验操作能力和数据处理分析能力。

希望今后能够继续深入学习和探索光电效应及其在物理学和工程技术中的应用，为科学研究和技术创新贡献自己的力量。

实验三十二 光电效应测普朗克常数普朗克常数h 值是自然界中一个非常重要的普适常数;能有什么样的方法能比较方便而又较正确地测出它呢?这就是用光电效应的实验方法.该实验方法不但第一次测量了普朗克常数,还证实了爱因斯坦的光电效应方程.一、 实验目的1． 观察光电效应现象并加深对光的量子性的理解；2． 学习验证爱因斯坦光电效应方程的实验方法，并求出普朗克常数。

二、 实验仪器GP —1型普朗克常数测定仪。

该仪器主要由下面四大部分组成：GGQ 型高压汞灯光源、GDH-1型光电管、NG 型组合滤色片、微电流放大器。

三、 实验原理以合适频率的光在金属表面照射，会有电子从其表面逸出，这种现象称为光电效应现象。

观察光电效应的实验示意图如图32－1所示。

T 为光电管，它是一个内部抽为真空的玻璃管，内装两个金属电极：阳极A 和阴极K 。

K S 双刀双掷换向开关，G 为微电流计，R 为滑线变阻器，通过S K 与R 调节，可使A 、K 之间获得一个从－U ～＋U 连续变化的电压。

当用一束频率为强度为P 的单色光照射电极K 时，因光电效应而产生的光电流可用电流计G 测量。

光电效应有以下基本规律：1． 光强度一定时，随光电管两端电压的增大，光电流趋于一个饱和值S I ,光强不同,饱和电流S I 也不同。

饱和电流I S 与光强成正比。

2． 光电管两端加反向电压时，光电流迅速减小,直至反向电压达到U α时，光电流才为零，U α称为截止电压。

这表明此时具有最大动能的光电子被反向电场所阻挡,则有mv max 2/2= eU ɑ (32－1) 实验表明光电子的最大动能与入射光强无关,只与入射的频率有关.3． 入射光频率ν改变时,截止电压U α也随之改变,U α与ν成线性关系如图32－2所示.实验表明,无论光多么强,只有当入射光频率ν大与νc 时 才能发生光电效应, νc 称为截止频率.对于不同 金属的阴极νc 的值也不同.但这些直线的斜率都 相同.4． 照射到光阴极上的光无论怎么弱,几乎在开始照射的同时就有光电子产生,延迟时间最多不超过10-9 秒.上述光电效应的实验规律用光的波动理论无法解释。

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。

测量普朗克常数的方法
测量普朗克常数的方法有多种，下面列举几种常用的方法：
1. 光电效应法：利用光电效应原理，测量光子的能量与光电子的动能之间的关系，通过测量电子动能以及光子频率，可以反推出普朗克常数。

2. 满井法：利用黑体辐射定律，通过测量黑体辐射的强度与频率之间的关系，以及测量黑体温度，可以计算出普朗克常数。

3. 输运电子法：利用金属阻热电阻和金属阻府尔电阻之间的关系，测量电阻与温度的关系，通过测量金属电阻的变化可以计算出普朗克常数。

4. 气体阴极放电法：通过对气体阴极放电过程中的电流-电压特性曲线进行测量，可以计算出阴极电流阈值和普朗克常数之间的关系，从而测量普朗克常数。

上述方法中，使用光电效应和满井法是目前最常用的测量普朗克常数的方法。