光电效应法测普朗克常量汇.docVIP

实 验 报 告 评分： 少年班 系 06 级 学号 P 姓名 张力 日期 2007-4-9 实验题目：光电效应法测普朗克常量 实验目的：了解光电效应的基本规律，并用光电效应的方法测量普朗克常量，并测定光电管的光电特性曲线。 实验仪器：光电管、滤波片、水银灯、相关电学仪器 实验原理：在光电效应中，光显示出粒子性质，它的一部分能量被物体表面电子吸收后，电子逸出形成光电子，若使该过程发生于一闭合回路中，则产生光电流。 实验原理图： 图一：原理图 光电流随加速电压差U的增加而增加，其大小与光强成正比，并且有一个遏止电位差Ua存在（此时光电流I=0）。 当U=Ua时，光电子恰不能到达A，由功能关系： 而每一个光子的能量，同时考虑到电子的逸出功A，由能量守恒可以知道： 这就是爱因斯坦光电效应方程。 若用频率不同的光分别照射到K上，将不同的频率代入光电效应方程，任取其中两个就可以解出： 其中光的频率应大于红限，否则无电子逸出。根据这个公式，结合图象法或者平均值法就可以在一定精度范围内测得h值。 实验中单色光用水银等光源经过单色滤光片选择谱线产生；使用交点法或者拐点法可以确定较准确的遏止电位差值。 实验内容：1、在光电管入光口装上365nm的滤色片，电压为-3V，调整光源和光电管之间的距离，直到电流为-0.3μA，固定此距离，不需再变动； 2、分别测365nm,405nm,436nm,546nm,577nm的V-I特性曲线，从-3V到25V，拐点出测量间隔尽量小； 3、装上577滤色片，在光源窗口分别装上透光率为25%、50%、75%的遮光片，加20V电压，测量饱和光电流Im和照射光强度的关系，作出Im-光强曲线； 4、作Ua-V关系曲线，计算红限频率和普朗克常量h，与标准值进行比较。 数据处理和误差分析： 本实验中测量的原始数据如下： 电压U/V-3.0 -2.0 -1.7 -1.5 -1.4 -1.3 -1.2 -1.1 -1.0 -0.9 -0.8 电流I/uA-0.3 -0.3 -0.2 -0.1 0.0 0.1 0.4 0.7 1.1 1.6 2.1 电压U/V-0.7 -0.6 -0.5 -0.4 -0.3 -0.2 -0.1 0.0 0.1 0.2 0.3 电流I/uA2.6 3.2 3.7 4.4 5.1 5.8 6.5 7.2 7.7 8.4 9.0 电压U/V0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.2 1.5 2.0 2.5 电流I/uA9.4 9.8 10.3 10.6 10.9 11.3 11.7 12.3 13.0 14.1 14.6 电压U/V3.0 4.0 5.0 7.0 10.0 15.0 20.0 25.0 电流I/uA15.4 16.5 17.2 18.3 19.2 19.8 20.0 20.1 表一：365nm光下电压和光电流 电压U/V-3.0 -2.0 -1.3 -1.0 -0.9 -0.8 -0.7 -0.6 -0.5 -0.4 -0.3 电流I/uA-0.2 -0.2 -0.1 0.0 0.1 0.4 0.7 1.1 1.6 2.3 3.0 电压U/V-0.2 -0.1 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 电流I/uA3.7 4.4 5.0 5.6 6.1 6.5 6.9 7.4 7.7 8.0 8.2 电压U/V0.9 1.0 1.2 1.5 2.0 2.5 3.0 4.0 5.0 7.0 10.0 电流I/uA8.4 8.7 9.0 9.6 10.1 10.8 11.2 11.7 12.1 12.9 13.3 电压U/V15.0 20.0