光电效应测普朗克常数实验的目的是什么？

导读：" 光电效应测普朗克常数实验的目的是什么？1.介绍光电效应测普朗克常数实验的背景和意义：-光电效应是指当光照射到金属表面时，金属会释放出电子的现象。-测量光电效应中的普朗克常数是为了验证量子理论，进一步探索光与物质的相互作用机制。2.解释实验的原理和过程：-实"

光电效应测普朗克常数实验的目的是什么？

1.介绍光电效应测普朗克常数实验的背景和意义：

　　-光电效应是指当光照射到金属表面时，金属会释放出电子的现象。

　　-测量光电效应中的普朗克常数是为了验证量子理论，进一步探索光与物质的相互作用机制。

2.解释实验的原理和过程：

　　-实验使用光源照射金属表面，并通过测量金属表面发射的光电子的动能和光的频率之间的关系来确定普朗克常数。

　　-根据光电效应公式，动能E与光的频率f之间的关系为E=hf-Φ，其中h为普朗克常数，Φ为金属的逸出功。

3.阐述测量普朗克常数的重要性：

　　-普朗克常数是描述量子力学的基本参数，对于理解微观世界的行为至关重要。

　　-通过测量普朗克常数，可以验证量子理论的准确性，并为量子力学的进一步发展提供实验依据。

4.探讨测量普朗克常数实验的应用前景：

　　-光电效应测普朗克常数实验是研究光电材料性质、太阳能电池等领域的基础实验之一。

　　-实验结果对于材料科学、能源研究等领域的发展具有重要指导意义。

5.分析实验可能面临的挑战和改进方向：

　　-实验中需要精确测量光电子的动能和光的频率，因此对于仪器的精度要求较高。

　　-可以采用更先进的测量技术和仪器来提高实验的精确度，并且对实验条件进行优化。

6.总结实验的意义和成果：

　　-光电效应测普朗克常数实验是为了验证量子理论、探索光与物质相互作用机制而进行的重要实验。

　　-实验结果不仅可以验证普朗克常数的准确性，还对材料科学、能源研究等领域的发展具有重要指导作用。

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　　实验目的1、了解光电效应及其规律，理解爱因斯坦光电方程的物理意义。

　　2、用减速电位测量光电子初动能，求普朗克常数。

　　实验原理光电效应金属在光的照射下释放出电子的现象叫做光电效应。

　　根据爱因斯坦的“光量子概念”，每一个光子具有能量,当光照射到金属上时,其能量被电子吸收,一部分耗于电子的逸出功,另一部分转换为电子逸出金属厅态表面后的动能。

　　由能量守恒定律得电子的初动能与入射光频率呈线性关系，与入射光的强度无关。

　　任何金属都存在一截止频率，，又称红限，当入射光的频率小于时，不论光的强度如何，都不产生光电效应。

　　此外，光电流大小（即电子数目）只决定于光的强度。

　　实验内容1.手动测量光电管的U-I特性曲线。

　　(1)将光源、光电管暗盒、微电流放大器等安放在适当位置，光源与光电管的距离取30～50cm，注意两者光路共轴。

　　暂不接线。

　　接通微电流测量放大器电源，预热10～20分钟，进行微电流测量放大器的调零和校准。

　　方法是：“校准、调零、测量”扮谈源开关置于“调零校准”档，置“电流调节”开关于短路档，调节“调零”旋钮使电流表指零，然后“电流调节”拨向“校准”，调“校准”旋钮使电流表指100，调零和校准可反复调整，使之都能满足要求。

　　(2)用电缆将光电管阴级K与微电流放大器后面板上的“电流输入”相连，用双芯导线将光电管阳极与地连接到后面板的“电压输出”插座上。

　　点亮汞灯。

　　侍洞(3)测量光电管的暗电流.用遮光罩盖住光电管暗盒窗口,将“调零、校准、测量”开关置于“测量”，测量放大器的电压选择置于“直流”，电流调节置或，旋动“电压调节”旋钮，读出-3～ 3V间若干电压下相应的电流值，即光电管暗电流。

　　(4)测不同波长的单色光照射时光电管的U-I特性曲线。

　　取下遮光罩，换上滤色片，从-3V开始逐步改变光电管阳极电压，记录相应的光电流。

　　逐次换上5个滤色片，测出不同波长下的U-I曲线，在电流变化明显的地方多测几点，以便准确定出。

　　2.用X-Y函数记录仪自动描绘U-I特性曲线。

　　将记录仪的X、Y输入分别与微电流放大器后面板上的X、Y输出相连，将“X量程”置100mV/cm，“Y量程”置1mV/cm，保持手动测试时的实验条件，每换上一个滤色片后，将放大器的“电压选择”开关置“扫描”，自动描绘U-I特性曲线。

　　自动记录时必须密切注视记录笔的移动情况，及时关掉“Y输入”开关或者令记录笔抬起，以免记录仪过载。

　　3.用微机测绘U-I特性曲线，并求普朗克常数。

　　、(1)在微机的ISA总线插槽上插入PC-XY接口卡，安装电脑X-Y记录仪软件和光电效应测普朗克常数软件。

　　(2)用多芯接口电缆将测量放大器后面板PX-XY接口输出与微机PC-XY接口卡相连。

　　(3)参照GD-Ⅳ微机光电效应实验仪使用说明书附录进行X、Y调零，用电脑X-Y记录仪软件采集5种波长下的U-I特性曲线存成数拓文件（.XYD）。

　　(4)用光电效应测普朗克常数分析软件，测量普朗克常数，并计算实验误差(相对h的公认值)，并打印。

　　软件使用方法可参看该软件的“在线帮助”或者仪器使用说明书。

　　注意事项1.微机PC-XY接口卡上一定不要接其他外设,否则会损坏主机和外设。

　　2.汞灯熄掉后要等几分钟才能再点燃,所以一般不要轻易关汞灯。

光电效应及普朗克常量的测量实验现象

　　光电效应实验及其光量子理论的解释在量子理论的确立与发展上，在解释光的波粒二象性等方面都具有划时代的深远意义。利用光电效应制成的光电器件（如：光电管、光电池、光电倍增管等）在科学技术中得到广泛的应用，并且至今还在不断开辟新的应用领域，具有广阔的应用前景。

【实验目的】

　　1、了解光电效应基本规律；

　　2、用光电效应方法测量普朗克常量；

　　3、测定光电管的光电特性曲线。

【实验仪器】

【实验原理】

　　当光照在物体上时，光的能量仅部分地以热的形式谈燃被物体吸收，而另一部分则转换为物体中某些电子的能量，使电子逸出物体表面，这种现象称为光电效应，逸出的电子称为光电子。在光电效应中，光显示出它的粒子性质，所以这种现象对认识光的本性，具有极其重要的意义。

　　光电效应实验原理如图5-26-2所示。

　　其中S为真空光电管，K为阴极，A为阳极。

　　当无光照射阴极时，由于阳极与阴极之间是断路，所以检流计G中无电流流过，当用一波长比较短的。

　　单色光照射到阴极K上时，形成光电流，光电流随加速电位差U变化的伏安特性曲线如图5-26-3所示。

1、光电流与入射光强度的关系

　　光电流随加速电位差U的增加而增加，加速电位差增加到一定量值后，光电流达到饱和值，饱和电流与光强成正比，而与入射光的频率无关。实验指出，有一个遏止电位差存在，当电位差达到这个值时，光电流为零。

2、光电子的初动能与入射光频率之间的关系

　　实验证明：光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只与入射光频率有关。

3、光电效应有红限频率存在

不论用多强的光照射到物质都不会产生光电效应.

　　实验时，应根据光电管的U～I曲线的特点来选择交点法或拐点法。本实验采用的光电管，其阴极电流上升很快，反向电流较小，故采用“交点法”确定截止电压。

【实验内容与步骤】

1、测试前的准备

　　(1)用遮光盖挡住汞灯光源出光口，将测试仪及汞灯电源接通，预热20分钟，使其处于稳定工作状态。

　　(2)调节实验仪板面“电流调零”旋钮，使其显示“000.0”。每换一次量程，必须重新调零。

　　(3)用屏蔽电缆线将微电流输入端与K连接、电压输出端与光电管暗箱A及接地连接。

　　2、测量光电管的伏安特性曲线。

　　(1)将实验仪“电压选择”键置于“-2V～ 30V”状态，将“电流量程选择”开关置于“”档。

　　(2)将测定仪电流输入电缆断开，调节实验仪“电流调零”旋钮，使电流显示“00.0A”，重新接上电流输入电缆线。

　　（3）将光阑及365.0nm的滤色片装在光电管暗盒的光输入口上，撤掉光源出光口的遮光盖。

　　注意在此过程中必须用挡片遮一下汞灯，否则容易击穿光电效应仪。

　　从低到高缓慢调节“-2V～ 30V”电压微调旋钮，记录电流从零到非零点所对应的电压值作为第一组数据，令电压输出值缓慢由-2伏增加到 30V，-2到0之间每隔0.3V记一个电流值，0到30之间每隔2V记一个电流值。

　　将数据记录于表5-26-1中。

　　在伏安特性曲线转弯处应多测几组数据，以便作图。

　　(4)依次换上404.7nm、435.8nm、546.1nm、577.0nm的滤色片，重复步骤（1）、（2）、（3）。

3、测量普朗克常数

　　（1）将实验仪“电压选择”键置于“–2V～＋2V”档，将“电流量程选择”开关置于“”档。将测试仪电流输入电缆断开，调零后重新接上。

　　（盯侍裂2）将光凯闭阑及365.0nm的滤色片装在光电管暗盒的光输入口上，撤掉光源出光口的遮光盖。注意在此过程中必须用挡片遮一下汞灯，否则容易击穿光电效应仪。

　　（3）从高到低调节“–2V～＋2V”微调旋钮，用“交点法”测量该波长对应的截止电压，并将数据记录于表5-26-2中。

　　（4）依次换上404.7nm、435.8nm、546.1nm、577.0nm的滤色片，重复步骤（1）、（2）、（3）。

光电效应实验中,用光电管测量普朗克常量的关键是:

　　用光电效应方法测量普朗克常量的关键在于锋纳获得单色光、测得光电管的伏安特性曲线和确定遏止电位差值。

　　　　光电效应实验及其光量子理论的解释在量子理论的确立与发展上，在解释光的波粒二象性等方面都具有划时代的亩锋深远意义。

　　利用光电效应制成的光银耐没电器件在科学技术中得到广泛的应用，并且至今还在不断开辟新的应用领域，具有广阔的应用前景。

　　本实验的目的是了解光电效应基本规律，并用光电效应方法测量普朗克常量和测定光电管的光电特性曲线。

利用真空光电管及光电效应方法测量普朗克常量和测定真空光电管的光电特...

一、光电效应法毕汪拦测普朗克常量

二\测定光电管的伏安特性曲线

三、验证光电管饱和电流与入射光强（阴极表面照度）的关系

详细一、

实验目的：

　　了解光电效应的基本规律，并用光电效应方法测量普朗克常量和测定光电管的光电特性曲线。

实验原理：

　　1．光电效应实验原理如右图所示。其中S为真空光电管，K为阴极，A为阳极。

2．光电流与入射光强度的关系

　　光电流随加速电位差U的增加而增加，加速电位差增加到一定量值后，光电流达到饱和值和值IH，饱和电流与光强成正比，而与入射光的频率无关。

　　当U=UA-UK变成负值时，光电流迅速减小。

　　实验指出，有一个遏止电位差Ua存在，当电位差达到这个值时，光电流为零。

3．光电子的初动能与入射频率之间的关系

　　由爱因斯坦光电效应方程可见：光电子的初动能与入射光频率ν呈线性关系，而与入射光的强度无关。

4．光电效应有光电阈存在

　　实验指出，当光的频率时，不论用多强的光照射到物质都不会产生光电效应，根据爱因斯坦光电效应方程可知：，ν0称为红限。

爱因斯手胡坦光电效应方程同时提供了测普朗克常量的一种方法：

实验仪器：

　　光电管、单色仪（或滤波片）、水银灯、检流计（或微电流计）、直流电源、直流电压计等，接线电路如右图所示。

实验内容：

　　1．在365nm、405nm、436nm、546nm、577nm五种单陵誉色光下分别测出光电管的伏安特性曲线，并根据此曲线确定遏止电位差值，计算普朗克常量h。

　　2．作的关系曲线，用一元线形回归法计算光电管阴极材料的红限频率、逸出功及h值，并与公认值比较。

3．在波长为577nm的单色光，电压为20V的情况下，分别在透光率为25%、50%、75%时的电流，进而研究饱和光电流与照射光强度的关系

原始数据：

1．波长为365nm:

电压/V-3.00-1.80-1.45-1.40-1.20-1.00-0.80-0.60-0.40-0.20

电流/

-0.3-0.2-0.10.00.20.71.31.92.83.7

电压/V0.000.200.400.600.801.001.201.401.601.80

电流/

4.55.46.36.87.57.98.28.69.19.3

电压/V2.002.503.005.0010.0015.0020.0025.00

电流/

9.510.210.512.013.013.914.214.5

2.波长为405nm:

电压/V-3.00-1.40-1.00-0.80-0.60-0.40-0.200.000.200.40

电流/

-0.2-0.10.00.20.71.42.23.03.84.4

电压/V0.600.801.001.201.401.601.802.002.503.00

电流/

4.85.35.65.96.26.46.66.87.17.3

电压/V5.0010.0015.0020.0025.00

电流/

8.18.79.09.29.3

3.波长为436nm:

电压/V-3.00-2.50-1.00-0.80-0.60-0.40-0.200.000.200.40

电流/

-0.2-0.10.00.00.30.91.52.33.23.7

电压/V0.600.801.001.201.401.601.802.002.503.00

电流/

4.14.54.85.15.35.55.75.96.16.4

电压/V5.0010.0015.0020.0025.00

电流/

7.17.67.77.97.9

4.波长为546nm:

电压/V-3.00-1.20-0.60-0.40-0.200.000.200.400.60

电流/

-0.10.00.00.10.61.31.92.32.6

电压/V0.801.001.201.401.601.802.002.503.00

电流/

2.83.03.23.33.43.53.63.84.0

电压/V5.0010.0015.0020.0025.00

电流/

4.34.54.64.74.7

5.波长为577nm:

电压/V-3.00-0.60-0.40-0.200.000.200.400.60

电流/

0.00.00.10.30.60.81.01.1

电压/V0.801.001.502.002.503.005.0010.00

电流/

1.21.21.31.41.41.41.51.5

电压/V15.0020.0025.00

电流/

1.51.51.6

6.波长为577nm,电压为20V:

透光率25Pu%

电流/

0.40.91.2

数据处理:

一.做出五个U-I曲线:

1．波长为365nm(频率为8.22)时：其中所找点为的横坐标为—1.425

2．波长为405nm(频率为7.41)时：其中所找点的坐标为-0.995

3．波长为436nm(频率为6.88)时：其中所找点的坐标为-0.935

4.波长为546nm(频率为5.49)时：其中所找点的坐标为-0.886

5.波长为577nm(频率为5.20)时：

二.

1.由上述五个U-I曲线图,可以得出相应波长对应的遏止电位差为:

波长/nm频率/Hz

颜色遏止电位差/v

3658.22近紫外-1.425

4057.41紫-0.995

4366.88蓝-0.935

5475.49绿-0.886

5775.20黄无法读出

2.由以上数据作出线性回归直线:

LinearRegressionforData1_B:

Y=AB*X

ParameterValueError

------------------------------------------------------------

A-0.173550.61919

B0.176260.08758

------------------------------------------------------------

RSDNP

------------------------------------------------------------

0.81820.1740840.1818

------------------------------------------------------------

3.由上面线性拟合可得:

普朗克常量为

红限为

三.饱和光电流和光强的关系（λ=577nm,U=20V）

LinearRegressionforData1_B:

Y=AB*X

ParameterValueError

------------------------------------------------------------

A0.10.09487

B0.01440.00139

------------------------------------------------------------

RSDNP

------------------------------------------------------------

0.990870.0774640.00913

得出结论:

1.实验测得的普朗克常量为;单位？

2.实验测得的红限为;

3.饱和光电流和光强基本上成线性关系;

误差分析:

　　实验结果中的误差是很大的.经分析,出现误差的最主要原因应该是遏止电位差测量的不精确..由于存在阳极光电效应所引起的反向电流和暗电流（即无光照射时的电流），所以测得的电流值，实际上包括上述两种电流和由阴极光电效应所产生的正向电流三个部分，所以伏安曲线并不与U轴相切,进而使得遏止电位差的判断较为困难.因此,实验的成败取决于电位差是否精确.为了减小实验的误差,确定遏止电位差值，本实验中采取了交点法测量遏止电位差,但是实验的结果中的误差仍然很大,因此要在实验的同时注意以下一些注意事项以尽量减小误差。

注意事项:

1.严禁光源直接照射光电窗口,每次换滤光片时,必定要把出光口盖上;

2.严禁用手摸光学镜头表面;

　　3.小心轻放,不要把镜头摔坏；

　　4．测量中要注意抗外界电磁干扰，并避免光直接照射阳极和防止杂散光干扰。

在光电效应测普朗克常量实验误差有哪些

实验误差主要有以下几点：

　　1、单色光不够严格以及阴极光电流的遏止电势差的确定。

　　2、光电管的阳极光电流和光电流的暗电流因素。

扩展资料

光电效应和普朗克常量的测定

一、实验目的

　　1、了解光电效应的基本规律；

　　2、掌握普朗克常量的测量方法；

　　3、掌握光电管的伏安特性和光电特性的测量方法。

二、实猜巧察验仪器

　　ZKY-GD-4智能光电效应实验仪（包括汞灯及电源，滤色片，光阑，光电管和智能实验仪）。

　　利用光电管制成的光控制电器，可以用于自动穗茄控制，如自动计数、自动报警、自动跟踪等等。它的工作原理是：当光照在光电宽陵管上时，光电管电路中产生电光流，经过放大器放大，使电磁铁M磁化，而把衔铁N吸住，当光电管上没有光照时，光电管电路中没有电流，电磁铁M就自动控制，利用光电效应还可测量一些转动物体的转速。

参考资料来源：百度百科-光电效应

参考资料来源：百度百科-普朗克常量