用光电效应测定普朗克常量.ppt
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1、用光电效应测定普朗克常量2013年10月30日实验报告实验目的1、加深对光的量子性的认识.2、观察光电效应的规律3、理解爱因斯坦方案,并由此测出普朗克 常量 实验仪器GC-1型光电效应测试仪,滤色片,高压汞灯,光电管及暗盒,微电流放大器实验原理一、光电效应基本规律(1 1)光电发射率(光电流)与光强成正比;)光电发射率(光电流)与光强成正比;(2 2)光电效应存在一个阀频率(或称截止频率),当入射光的频)光电效应存在一个阀频率(或称截止频率),当入射光的频率低于某一阀值率低于某一阀值 时,时,不论光强度如何,都没有光电子产生不论光强度如何,都没有光电子产生;(3 3)光电子的动能与光强无关,但
2、与入射光的频率成正比)光电子的动能与光强无关,但与入射光的频率成正比;(4 4)光电效应是瞬时效应,一经光线照射,立刻产生光电子。)光电效应是瞬时效应,一经光线照射,立刻产生光电子。实验原理二、爱因斯坦光电效应方程1905年爱因斯坦提出了“光电子”的 假设,从而成功的解释了光电效应的各项基本规律,使人们对光的本性有了一新的飞跃。按照这个理论,光能并不像波动理论认为的那样连续分布在波阵面上,而是以光量子的形式一份份地向外传递。对于频率为 的光波,每个光子的能量为 (h=6.62610)hv=1/2mv2+Ws 当频率为v 的光照射金属时,光字与电子碰撞,光子把全部能量传递给电子。电子得的能量,一
3、部分用来克服金属表面对它的束缚,剩余的能量就成为逸出金属表面后光电子的动能。按照能量守恒原理,爱因斯坦预言逸出金属表面的光电子的最大初动能应为1/2 mv 这个式子就是著名的爱因斯坦光电方程。式中h为普朗克常数,m为电子的质量;v为入射光的频率;Ws 为电子脱离金属表面所必需做的功,称为逸出功。爱因斯坦方程表明:光电子的初动能与入射光频率之间呈线性关系;入射光的强度增加时,光子数目也增加。这说明了光强只影响光电子所形成的光电流的大小;当光子能量 时,则不能产生光电子,即存在一截止频率。只有入射光的频率 时才能产生光电子。实验步骤 1.1.按实验装置图放置好仪器后,先不接线,用遮光罩盖住光电管暗
4、盒的光窗。将微光电流放大器面板按实验装置图放置好仪器后,先不接线,用遮光罩盖住光电管暗盒的光窗。将微光电流放大器面板上的各开关、旋钮置于下列位置:上的各开关、旋钮置于下列位置:“倍率倍率”(短路);(短路);“电流极性电流极性”置(置(-););“工作选者工作选者”置(直流)置(直流);“扫描平移扫描平移”置(任意);置(任意);“电压极性电压极性”置(置(-););“电压量程电压量程”置(置(-3-3););“电压调节电压调节”反时针调反时针调到最小。到最小。2.2.打开电源开关,预热打开电源开关,预热20-3020-30分钟,同时接通汞灯电源,预热汞灯。分钟,同时接通汞灯电源,预热汞灯。3
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