光电效应实验

光电效应实验步骤详解

一、实验目的

掌握光电效应实验的基本原理和实验方法，进一步了解光与物质之间的相互作用。

二、实验器材和药品

• 光电效应实验装置

• 波长可调激光器

• 反射板

• 电流表

• 电压表

• 开关

三、实验步骤

1. 实验前准备： 将光电效应实验装置按照说明书正确组装，接入电流表和电压表。

2. 调试激光器： 打开波长可调激光器，调节波长和功率使得输出光线稳定。

3. 测量光电管特性： 将光电管与实验装置连接好，调节激光器位置和光强，测量不同波长下光电管的电流-电压特性曲线。

4. 测量阈值波长： 逐渐减小波长，直到观察到光电流的显著增加，记录该波长为光电管的阈值波长。

5. 测量功函数： 根据实验数据，绘制出光电管的光电流和光强的关系曲线，通过拟合求得光电管的功函数。

6. 分析结果： 分析实验得到的数据，深入探讨光电效应和光子的能量关系。

7. 实验总结： 总结实验过程中的问题和经验，提出改进建议，思考实验中未解决的问题和进一步的研究方向。

四、实验注意事项

• 操作实验装置时要小心谨慎，避免触碰激光器，避免眼睛直接暴露在激光束下。

• 测量时应保持实验环境安静，并尽量减小光线干扰。 • 实验结束后及时关闭激光器，摘掉护目镜，注意器材的清洁与整理。

以上是光电效应实验的详细步骤，希望对您有所帮助。

简单可行的光电效应实验

袖珍型荧光灯和装紫菜瓶子的大型箔片检测器。所需时间10分钟。

实验内容

所谓光电效果就是通过光而从金属表面飞出电子的现象。将袖珍型荧光灯与紫外线灯相组合，用箔片检测，即可简单地对光电效果进行一番调查。如果使用紫菜瓶制作的大型箔片检测器，则演示效果会更佳。光电效果对我们来说并不是很遥远的，触不可及的。在一个小台子上，连100V的电源都不需要，很简单的就能进行实验了。

所需材料

箔片检测器，袖珍荧光灯，紫外线灯，铝制或铜制的板子，照度计，毛皮，胶木棒，砂纸，瓦数大的灯泡（投光器等）。

注意事项

不要用眼睛去看亮灯状态下的紫外线灯，要注意反射光，如果是不看不行的情况下，一定要戴上眼镜。

实验方法

1．所谓光电效果就是光电子飞向空间的现象。要制造光电效果可用紫外线灯管，这个实验是简单易行的。

2．光电效果实验的技巧在于，用砂纸打磨金属。如果没有这种摩擦，就不可能看到这个现象。

将摩擦后的金属板放在箔片检测器上，再通过用毛皮摩擦的胶木棒使其带负电，这样，箔片就会打开。如果将亮着的紫外线灯管遮在上面，即便只是4W的荧光管，也会有电子释放到空间，这样箔片就会闭合。

3．另一方面，在同样条件下，可用500W左右的投光器的灯泡进行照射实验。这种可视光，即使瓦数很大，箔片也不会闭合。由此我们知道了光电效果的好坏依赖于光的波长。

4．另外，我们用正电荷来做该实验，得到的结果是：即使用紫外线灯管照射，箔片也不闭合。

5．然后我们再用铝板和铜板做一下比较，结果如下所示。但是，实际上不管怎样摩擦金属板，因为金属板在瞬间就会因氧化而生锈，所以严密地来讲，我们看到的是金属的氧化物的光电效果。因摩擦方法的不同，才会有箔片闭合的变化。因此金属间的比较是没有意义的，我们可以把这个实验的演示说成是不同的物质有不同的闭合方法的演示吧。

参考

1．紫外线荧光管的特征，额定：GL4，波长253.7nm，额定电压4W，紫外线输出0.5W。

1 广州大学学生实验报告

院（系）名称 班别 姓名

专业名称 学号

实验课程名称

实验项目名称

实验时间 实验地点

实验成绩 指导老师签名

内容包含：实验目的、实验使用仪器与材料、实验步骤、实验数据整理与归纳（数据、图表、计算等）、实验结果与分析、实验心得

【实验目的】

1.通过实验加深对光的量子性的认识；

2.用最高频滤波片，测量光电管的伏安特性曲线；

3.通过光电管的弱电流特性，测出不同频率下的遏止电压（三种方法任选其一），求出普朗克常量；

【实验使用仪器与材料】

高压汞灯、干涉滤光片、光阑，光电效应实验仪

【实验步骤】

1.测试前准备

仔细阅读光电效应实验指导及操作说明书。

将实验仪及汞灯电源接通（汞灯及光电管暗箱遮光盖盖上），预热20分钟。

调整光电管与汞灯距离为约40cm并保持不变。

用专用连接线将光电管暗箱电压输入端与实验仪电压输出端（后面板上）连接起来（红—红，蓝—蓝）。

2.测光电管伏安特性曲线

将“电流量程”选择开关置于所选档位（-2V-30V）（测伏安特性时处于10-10A档），进行测试前调零。光电效应实验仪在开机或改变电流量程后，都会自动进入调零状态。 2 调零时应将高低杠暗箱电流输出端K与实验仪微电流输入端断开，旋转“调零”旋钮使电流指示为000.0。调节好后，用专用电缆将电流输入连接起来，系统进入测试状态。将“伏安特性测试/遏止电压测试”状态键切换到伏安特性测试档位。

将直径4mm的光阑及0.365nm滤色片装在光电管暗箱光输入口上． 测伏安特性曲线时，电压调节的范围为-2～30V，步长自定。

记录所测UAK及I的数据，在坐标纸上作出上述给定波长的伏安特性曲线。

3.测量遏止电压，求得朗克常量h

测量遏止电压时，“电流量程”开关应处于10-12A档．将直径4mm的光阑及365.0nm的滤色片装在光电管暗箱光输入口上，打开汞灯遮光盖。此时电压表显示UAK的值，单位为伏；电流表显示与UAK对应的电流值I，单位为所选择的“电流量程”。

佛山科学技术学院

实 验 报 告

课程名称 实验项目

专业班级 姓名 学 号

指导教师 成绩 日 期 年 月 日

一、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．测量光电管的伏安特性曲线；

3．学习验证爱因斯坦光电效应方程的实验方法，测量普朗克常数。

二、实验仪器

光电效应（普朗克常数）实验仪（详见本实验附录A），数据记录仪。

三、实验原理

1．光电效应及其基本实验规律

当一定频率的光照射到某些金属表面时，会有电子从金属表面即刻逸出，这种现象称为光电效应。从金属表面逸出的电子叫光电子，由光子形成的电流叫光电流，使电子逸出某种金属表面所需的功称为该金属的逸出功。

研究光电效应的实验装置示意图如图1所示。GD为光电管，它是一个抽成真空的玻璃管，管内有两个金属电极，K为光电管阴极，A为光电管阳极；G为微电流计；V为电压表；R为滑线变阻器。单色光通过石英窗口照射到阴极上时，有光电子从阴极K逸出，阴极释放出的光电子在电场的加速作用下向阳极A迁移形成光电流，由微电流计G可以检测光电流的大小。调节R可使A、K之间获得连续变化的电压AKU，改变AKU，测量出光电流I的大小，即可测出光电管的伏安特性曲线，如图2(a)、(b)所示。

图2 光电效应的基本实验规律

光电效应的基本实验规律如下：