普朗克常数测量地实验.doc

普朗克常数测量的实验一、实验仪器GD-4型智能光电效应(普朗克常数)实验仪(由光电检测装置和实验仪主机两部分组成)光电检测装置包括:光电管暗箱GDX-1,高压***灯箱GDX-2;高压***灯电源GDX-3和实验基准平台GDX-4。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****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。图(1)三、实验原理1、普朗克常数的测定根据爱因斯坦的光电效应方程:(1)(其中:是电子的动能,是光子的能量,是光的频率,是逸出功,是普朗克常量。)是材料本身的属性,所以对于同一种材料是一样的。当光子的能量时不能产生光电子,即存在一个产生光电效应的截止频率()实验中:将和间加上反向电压(接负极),,到达阳极的光电子的数目相应减少,光电流减小。当时,光电流降为零,此时光电子的初动能全部用于克服反向电场的作用。即(2)图(2)这时的反向电压叫截止电压。入射光频率不同时,截止电压也不同。将(2)式代入(1)式,得(3)(其中)式中都是常量,对同一光电管也是常量,实验中测量不同频率下的,做出曲线。在(3)式得到满足的条件下,这是一条直线。若电子电荷,由斜率可以求出普朗克常数。由直线上的截距可以求出溢出功,由直线在轴上的截距可以求出截止频率。如图(2)所示。2、测量光电管的伏安特性曲线在照射光的强度一定的情况下,光电管中的电流与光电管两端的电压之间存在着一定的关系。四、实验内容1、将仪器的连线接好;2、经老师确认后,接通电源预热仪器20分钟;3、熟悉仪器,进行一些简单的操作,并将仪器调零;4、普朗克常数的测定选定某一光阑孔径为的光阑(记录其数值),在不改变光源与光电管之间的距离的情况下,选用不同滤色片(分别有为400nm,430nm,460nm,490nm,520nm),调节光电管两端的电压,使得光电管中的电流为0,将此时光电管两端的电压表示为(称为截止电压),将其记录下来;5、测量光电管的伏安特性曲线观察5条谱线在同一光阑孔径为(记录其数值),在不改变光源与光电管之间的距离(记录其数值)的情况下,改变光电管两端的电压(范围在),记录电压和对应的光电流。五、数据的测量与处理-----------------------、测光电管的伏安特性曲线:波长为400nm对应的表,波长为430nm对应的表,-------------------------,-------1..00------------------,-------1..00---------------------