光电效应实验现象：普朗克常量的测量方法有哪些？

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光电效应实验现象：普朗克常量的测量方法有哪些？

1.引言

　　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。

　　这一现象的发现对于量子力学的发展起到了重要的推动作用。

　　普朗克常量是描述光的粒子性质的基本常量之一。

　　测量普朗克常量的方法非常重要，下面将介绍几种常用的测量方法。

2.薄膜揭起法

　　薄膜揭起法是一种常见的测量普朗克常量的方法。

　　该方法利用了光电子的动能与光的频率之间的关系。

　　通过测量光照射到金属表面后电子的最大动能，可以推导出光的频率。

　　进而利用普朗克公式，可以计算出普朗克常量的值。

3.惯性测量法

　　惯性测量法是一种利用物体的惯性来测量普朗克常量的方法。

　　该方法通过在光电效应实验中引入一个质量块，并通过测量光照射到金属表面后金属的电子释放速度的改变，来推导出普朗克常量的值。

　　这种方法需要精确测量金属表面的电子释放速度，并结合相关的物理学原理进行计算。

4.光电效应与光谱学的结合

　　光电效应与光谱学的结合是一种测量普朗克常量的有效方法。

　　通过观察不同波长的光照射到金属表面后电子的释放情况，可以得到光电效应与光的频率之间的关系。

　　进而利用普朗克公式，可以计算出普朗克常量的值。

5.电子动量守恒法

　　电子动量守恒法是一种基于动量守恒定律的测量普朗克常量的方法。

　　该方法通过测量光照射到金属表面后电子的动量变化，来推导出光的频率。

　　进而利用普朗克公式，可以计算出普朗克常量的值。

6.结论

　　通过以上介绍可以看出，测量普朗克常量的方法有多种。

　　每种方法都有其独特的优势和适用范围，选择合适的方法可以提高测量的准确性和可靠性。

　　未来，随着科学技术的不断进步，相信会有更多更精确的测量方法被提出，从而推动量子力学领域的发展。

光电效应测普朗克常数方法研究

用光电效应测普朗克常数

<大学物理实验>课本P280

[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、学习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。

[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，高压汞灯箱GDX-2；高压汞灯电源GDX-3和实验基准平台GDX-4。

　　实验主机为：GD-4型光电效应(普朗克常数)实验仪，该仪器包含有微电流放大器和扫描电压源发生器两部分组成的整体仪器。

[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，配携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),它对光电子运动起减速作用.随着反向电压的增加,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）

　　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。

理想曲线与实验曲线有所不同，原因有：

　　①、光电管的阴极采用逸出电势低的材料制成，这种材料即使在高真空中也有易氧化的趋向，使阴极表面各处的逸出电势不尽相等，同时，逸出具有最大动能的光电子数目大为减少。随着反向电压的增高，光电流不是陡然截止，而是较快降低后平缓的趋近零点。

　　②、阳极是用逸出电势较高的铂钨等材料做成，本来只有用远紫外线照射才能逸出光电子，因为施加在光电管上的外电场对于这些光电子来说正是一个加速电场，使得发射的光电子由阳极飞向阴极，构成反向电流。

　　③暗合中的光电管即使没有用光照射，在外加电压下也会有微弱的电流流通，称做暗电流，其主要原因是极间绝缘电阻漏电（包括管座以及玻璃壳内外表面的漏电）、阴极在常温下的热电子辐射等。暗电流与外加电压基本成线性关系。

[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，，，，），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。

6、逗扰验证饱和电流与入射光强度成正比：

　　确定入射光波长（记录其数值）、光源与光电管之间的距离（记录其数值）以及光电管两端的电压（一般为50V，这时认为光电管中的电流已达到最大值，即为饱和电流），改变光阑孔径（分别为：，，），记录对应的饱和光电流；

7、整理实验仪器

　　结束实验时，要将实验仪器按原样摆放好；

[数据的测量与处理]

1、普朗克常数的测定

表一、关系光阑孔

入射光波长

365.0404.7435.8546.1577.0

对应频率

8.2147.4086.8795.4905.196

截止电压

　　要求：根据表一的实验数据（用最小二乘山卖旦法处理），得出直线的斜率，即可用求出普朗克常数，并用普朗克常数的公认值比较实验相对误差，式中，。

2、测光电管的伏安特性曲线：

表二、，

　　要求：在坐标纸上绘出关系曲线，并描述其特点。

3、验证饱和电流与入射光强度成正比：

表三、（为光的强度）关系，，

光阑孔

248

要求：作图分析实验数据（提示：与成正比例）

[实验总结和误差分析]

光电效应实验测普朗克常量中的拐点法是什么?什么叫做线性变化的抬头点...

光电效应实验测普朗克常量中的拐点法：

　　光电管阳极反向光电流虽然较大，但在结构设计上，若使反向光电流能较快地饱和，则伏安特性曲线在反向电流进入饱和段后有着明显的拐点，拐点的电位差即为遏止电位差。

　　线性变化的抬头点就是在拐点出现时。

　　拐点法是一般处理实验数据的基本方法之一。

实验内容：?

　　通过实验了解光电效耐仿猛应的基本规律，并用光电效应法测量普朗克常量。?

　　1、在光电管入光口装上365nm滤光片，电压为-3V，调整光源和光电管之间的距离，直到光电流为-0.3，固定此距离，不需再变动。?

　　2、分别测365nm、405nm、546nm、577nm的V-I特性曲线，从-3V到25V，拐点处测量尽量小。

　　3、装上577nm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、做Ua—V关系曲线，计算红限频率和普朗克常数h，与标准值进行比较。

扩展资料：

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。在光电效大猜应中，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，光电流达到饱和值昌桥和值IH，饱和电流与光强成正比，而与入射光的频率无关。

普朗克常数测定方法有哪些

　　　　第一、首先测量光波的频率，v，这个是怎么测定的?显然只有用一种单色光才能测量，但是白光测量一个平均频率也未必不可。

　　测量过程是这么完成的:

　　　　1、将足够强的光照射，被夹住的金属线圈，很小的线圈，只有头发丝1/N那么细，必须在放大镜子下，把金属丝反复刻画的很小。

　　直到，金属线圈里面能够发生电流在磁场里震动，并震动出听不见超声波。

　　超声波出现后，线圈附近的小虫子会死亡。

　　(小虫子死亡，所以叫扑榔克)。

　　　　2、当金属丝的电流震动频率，不能再高的时候，就被确定为与光波频率相当。所以，实际人类根本直接测量不了光波的频率，而是光波产生的电磁场，在规定的某个线圈下感生电流，在规定的实践磁铁里，机械震动的频率。

　　　　3、降匹配，就是把超声波降为普通声波，计算最初测量值。

　　由于，线圈很多，那么把同质量A的N个细线圈=一个线圈的质量为A，就可以变成可看见频率的机械振动，用秒表打纸带法给看见测量出来，一般计算法为:频率Vl(初始频率)=最终频率*N，因为其感应质量相等。

　　假如纸带上打的是62.31个频率，线圈是100个对1个，于是就计算出该光波的频率为6231，实际这种测量法是声学的，至于光的频率究竟是不是这个，这个办法表现不了。

　　　　4、还有一个办法是测量水分子的电磁旋转，H2O是有极性的，就是在光波电磁场作用下会在水里旋转，那么在零度时，用一个绝缘水池，然后在水里滴一点油蜡，然后在蜡包裹一个小冰块，小冰块就会在大量水分子液销的旋转感应下，旋转起来，就看见可见频率，快速摄影。

　　然后，一次将水面的半径缩小，当发现多余的水面宽度就去掉。

　　当冰块旋转速度不变时，尽可能减小水量。

　　最后，就得到一个数学关系v水=V冰*水质量/冰质量。

　　如果运气好，会发现这种测量结果，跟上面相似。

　　两个H原子，与O原子是三角形关系，O原子大，在电磁场作用下，必然旋转。

　　　　5、还有一种变换颜色法，可以测量紫外线的频率或波长，在一个有感光紫外线的闹肆游细菌的面板上。

　　因为这些细菌见到紫外线要死亡，但是紫外线一个波长最多只能让一个细菌死亡。

　　那么用紫外线枪，在显微镜子下拉过，就可以直接看见死亡个数，而拉过的时间可以很长，并得到精确时间计量，就可以算出紫外线的波长和频率了。

　　所以，目前人类唯一测量准的是紫外线的波长和频率。

　　6、测量完成频率，同时也可以测量所谓普朗克常数，简单地很，就是把单频率的只能吐一个光子的，紫外线(是现测量线把出光孔调节小的,并尽量缩短通电时间)枪水平扫射，显微镜镜子下的细菌，细菌会被冲走一段距离。

　　由于该细菌的质量可以被群体测量，那么细菌获得的动能就能得到1/2mvv，=hv,就这样所谓普朗克常数就被测量了。

　　还有就是有的化学物质，在紫外线下作用下，既燃烧，不发热，不放热，紫外线转变成红外线，会导致温度提升，那么作用时间T/V=，就是作用总波长的个数，该物质表面的大小确定，在时间T内作用的波长个数被计算。

　　当制造一个全屏蔽红外线辐射出去的密闭环境，就可以计算出总能量E=hv。

　　h就被测量了。

　　这就是为什么h这个数字那么小的原因了，因为显微镜下完成的。

　　至于爱因斯坦那光电管，质能关系式E-W=hv，那可能根本就是骗人的，因为电子根本看不见，W虽然可以用JJ汤母逊的磁场偏转测量速度，但是计数器，并不能同时计算电子个数。

　　现在俺想起来了，1970年俺曾经被劫持到德国的哥廷根雹腔大学，某个黑实验室，在显微镜下，把紫外线枪平放帮他们测量了普朗克常数。

　　世界上，根本没普郎克这个人。

　　一切全是假的。

　　这全是杨上昆催眠俺的错。

　　因为细菌在紫外线枪射击下，先被冲走，然后破裂死亡，就冲不动了。

　　个别没有死亡的，就可以冲的更远一些，一般说来，该材料上相对该细菌的摩擦力系数，可以被类似其他材料规律给测定，就可以估算一个数值。

　　但是，当在面板边沿，被冲走死亡的细菌就会掉落，在一定高度上的另一个面板上，形成许多死亡细菌线，这是一个抛物线，当抛物线垂直下落时，就是细菌获得的空气阻力做功=最初获得的动能。

　　一般说来，不理这个细节，以平均速度(V0 VT)/2，就可以得到该细菌微粒，最初获得的动能了。

　　至于，被几个波长的紫外线冲走的，因为那是等差级数，很容易分析出结果的。

　　一般说来，一个细菌只能与一个波长相互作用，就是几个也没关系，那是整数倍。

　　别小看了细菌，在微观测量里经常借助的细菌大军，因为其痕迹比照相材料精密，并可以在显微镜下测量。

　　德国的那个普朗克论文，实际就是想隐瞒这个测量方法的真实秘密。

　　那些德国人，用了几十年的测量方法也没测量出来。

　　因为，他们反复研磨更细小的物质，企图让紫外线推动，但是一直没实现。

　　俺只拿了两块空玻璃板，一上一下，在显微镜镜子下看见细菌的痕迹，把两块靠近的玻璃板零距离，弄到生物学显微镜下，一看，原来所谓抛物线是现成的。

　　---------------------------------要测量细菌掉落的时间，他们是怎么搞的?就是在下面那个玻璃板下弄一个竖立向上的显微镜，利用快速闪光照相机照相，上面的紫外线枪在电源计时器控制下，就可以测量出，细菌微粒飞行的时间:。

　　　　1、感光照相到细菌的时间测量精确为T照，紫外线枪启动的时间为T紫，细菌微粒被紫外线击打的抛物线落到下面玻璃板上的时间为，(T照-T紫)。

　　　　2、两块玻璃的高度，为H，H=1/2gtt。t为下落时间，那么反复上抬下面玻璃板高度，到抛物线终止位置，那么竖直运动时间=水平运动时间，这样，细菌水平运动的时间就被重力加速度和高度，给精确测量计算。

　　　　3、位移S=V0t-1/2att,剩下的就是这个加速度和初速度的问题了。

　　这已经接近可以实验完成的1/2。

　　测量不到V0就等于得不到初始动能。

　　E=1/2MVV=hf(频率)这个测量就完不成。

　　根据国内某些实验室的结果，德国的普郎克常数测量也只完成1/2，他们没有考虑空气阻力，就得到了S=V0t，从而计算出了V0,因为这也是世界上难得见到的科学实验秘密了。

　　如果这样的话，普郎克常数就比实际的大。

　　V0=(S 1/2att)/t,实际这个空气阻力，就是利用空气密度和大气压计算的。

　　细菌的显微镜半径，就得到面积，它所受到的阻力等于大气压*细菌的截面积，那么它的加速度=阻力/细菌的质量。

　　这个实验，就按照所谓逻辑精密度完成了，但是其每个测量环节的精密度未知。

　　一般说来，培育巨量的该种细菌是可以精密计算其质量的。

　　这是生物学家早完成的工作。

如何由光电效应测量普朗克常数

如何由光电效应测量普朗克常数

具体的实验器材汞灯镜子测量光电效应的仪器(电流计)等

我所知道的有两核唯州种

一种是用不同透光强度的滤光镜以得到不同光强

一种是通过换不同透改蔽光镜山高得到不同波长的光

关键在于找到临界波长,再利用爱因斯坦光电方程以及动量与波长关系求出h

注意实际操作时要利用补偿法将误差电流消掉

否则电流计测得的数值将出现大误差

hf=W 1/2mv^2

f为光子的频率，

W为电子在该金属的逸出功，

1/2mv^2为电子逸出后的最大初动能，

可求出普朗克常数h

以上仅供参考

如何测定普朗克常量?

　　普朗克常量测量中的阴极电流和阳极电流是来自于荧光灯或激光等光源照射在数慧金属表面时所产生的电子发射现象。在实际的普朗克常量测量中，电流包括以下几个部分：

　　阴极表面电子发射电流：当光子照射在阴极表面时，会激发金属表面的电子，使其从金属表面发射出来。这部分电流被称为阴极电流。

　　热电子发射电流：由于袭皮阴极受到照射，其温度会升高，从而拍毕差导致金属表面的热电子发射。这部分电流也被包括在阴极电流中。

　　其他电子源：一些杂质、灰尘等也可能导致电子发射，产生额外的电流。这些电流一般被称为背景电流。

　　气体分子电离电流：在实验过程中，可能会有气体分子被电离，产生离子和电子。这部分电流被称为阳极电流。

　　在普朗克常量的测量中，需要准确地测量阴极电流和阳极电流，并且需要对这些不同来源的电流进行分离和准确的测量。