如何利用光电效应测量普朗克常量？

导读：" 如何利用光电效应测量普朗克常量？1.理解光电效应的原理：-光电效应是指当光照射到金属表面时，金属会发射出电子。-光电效应的发生是由于光子的能量被吸收，使得金属中的电子能够跃迁到能量较高的状态，最终从金属表面逸出。2.准备实验装置：-需要一个光源，如激光或LED灯"

如何利用光电效应测量普朗克常量？

1.理解光电效应的原理：

　　-光电效应是指当光照射到金属表面时，金属会发射出电子。

　　-光电效应的发生是由于光子的能量被吸收，使得金属中的电子能够跃迁到能量较高的状态，最终从金属表面逸出。

2.准备实验装置：

　　-需要一个光源，如激光或LED灯。

　　-需要一个金属样品，如锌或铜。

　　-需要一个电子测量装置，如电流计或电子能谱仪。

3.测量光电流与光强的关系：

　　-将光源照射到金属样品上，并通过电流计测量产生的光电流。

　　-逐渐增加光源的光强，并记录相应的光电流值。

　　-绘制光电流与光强的关系曲线。

4.计算普朗克常量：

　　-根据光电效应的公式E=hf-φ，其中E为电子的能量，h为普朗克常量，f为光的频率，φ为金属的逸出功。

　　-在光电流与光强的关系曲线上，找到光电流开始出现的临界光强值，记为I0。

　　-根据光电效应的公式，可以得到hf=eV0，其中e为元电荷，V0为临界电压。

　　-根据V0与I0的关系，可以计算出普朗克常量h的值。

5.进行多次测量并取平均值：

　　-由于实验误差的存在，进行多次测量可以提高测量结果的准确性。

　　-进行多次实验，并计算每次实验得到的普朗克常量的平均值。

6.比较实验结果与已知值：

　　-将测得的普朗克常量与已知的准确值进行比较。

　　-如果测得的值与已知值相差较大，则可能需要重新检查实验装置或数据处理的准确性。

　　通过以上步骤，利用光电效应测量普朗克常量的实验可以得到较为准确的结果。

　　这种实验方法不仅可以帮助学生更好地理解光电效应的原理，还可以加深对普朗克常量的认识。

　　此外，这种实验还可以用来验证量子力学的基本原理，进一步探索微观世界的奥秘。

试用公式大致表述如何由光电效应测出普朗克常数h

　　公式：h=ek。

　　光电效应，光逐出每个电子的动能Ek，Ek可表示为：Ek=hv-Φ；Φ示功函数，就是从物质表面逐唤档出电子需要的最小能量。

以下是普朗克常数原理的相关介绍：

　　不确定度原理，有时又称为测不准关系，是海森伯在1927年首先提出来的。它反型数映了微观粒子运动的基本规律，是物理学中一个极为重要的关系。

　　它包括多种表示式，其中有两个是：?x·?Px≥h，?t·?E≥h。前一式子表明，当粒子被局限在x方向的一个有限范围?x内时，它所对应的动量分量Px必然有一个不确定的数值范围?Px，两者的乘积满足?x·?Px≥h。

　　换言之，假如x的位置完全确定(?x→0)，那么粒子可以具有的动量Px的数值就完全不确定(?Px→∞);当粒子处于一个Px数值完全确定的状态时(?Px→0)，我们就无法在x方向把粒子固定和租乱住，即粒子在x方向的位置是完全不确定的。

以上资料参考百度百科——普朗克常数

简述用光电效应测量普朗克常数的实验原理

　　这个实验一般是用光电管来完成的，原理是根据光电效应方程：hv=Ekm W，式中v是照射到阴极材料的入射光频率，Ekm是逸出的光电子最大初动能，W是阴极材料的逸出功。

　　在实验中，只要把多种不同的入射光频率v和对应光电子最大初动能Ekm测量出来，作出Ekm——v图像，可得到一条直线，直线铅液贺的斜率就是普朗克常数h。

　　最大初动能的测量：在光电管两端加上反向槐派电压，从0开始慢慢增大反向电压的数值，当光电埋谈流刚好为零时，记下反向电压的数值U反，则光电子的最大初动能Ekm=e*U反，e是电子电量。

测量普朗克常数有什么方法

通过光电效应实验，验证爱因斯坦方程，并测定普朗克常量．

1准备

点燃汞灯预热．

用专用电缆将微电流放大器的输入端与光电管输出端连接好，将光电管的加速电压输入端和放大器的加速电压输出端也连接好，接通电源，使放大器充分预热（一般为20min左右）．

2调整

(1)将测量范围旋钮调到“短路”，除去遮光孔罩，打开暗箱的观察窗，调整光源及物镜位置，使汞灯清晰地成像在光电管阳极圈中央部位，然后将遮光盖盖好．

(2)先将功能键拨至“A”，旋转“调零”旋钮使放大器短路电流显示为“0.00”，再将“测量范围”旋钮转至“满度”，旋转“满度”旋钮使电流值显示为“100.00”．然后将“测量范围”旋钮转至所需测量档，再用调零电位器调整为“0.00”．

3测定光电管暗电流特性曲线

将电表功能键拨至“2V”档，转动电压调节旋钮，使电表显示为－2V，将电表功能键拨至“A”，转动“测量范围”旋钮至10-12档，这时数字表显示出该电压下的暗电流值．按上述方法从－2V至0V之间每隔0.2V测量，并将相对应的电压和电流值作暗电流特性曲线．

4确定截止电压－U0′

(1)除去遮光汪早孔盖，装上波长为404.7nm的滤光片，从－2V开始，转动“加速电压”调节旋钮，按步困悉雀骤3的方法每隔0.1V记一次相对应的电压和电流值，作出光电流特性曲线（在特性曲线的转弯处，可每隔0.05V记一次数据），找出光电流特性曲线与暗电流特性曲线的交点－U0′，即为波长404.7nm时的截止电压．

(2)按以上方法分别测得波长为435.8nm、546.1nm、577.0nm时的光电流特性曲线，并求得相应的截止电压－U0′．

5计算普朗克常量h

利用上面所得的数据，根据直线拟合（线性回归）的方法或图解法求出拟合直线的斜率b和普朗克常量h．最后作I－U特性曲线．

注意事项

(1)应注意不使光照在光电管阳极上．

(2)测试时，如遇环境湿度大，应将光电管和微电流放大器进行干燥处理，以减少漏电流的影响．

(3)测定截止电压时，电压的调节应平稳、缓慢，并以光电流为零时反向电压的最小值为该波长的截止电压．如果所用光电管暗电流的测定值均很小，即暗电流可视为零，只要在电流档测试时，漫漫调节加速电压，使光电流显示为零，再将功能键拨至“2V”，所显示的电压值即为该单色光照射时的截止电压－U0′．

(4)平时应将光电管保存在干燥暗箱内，实验时也应尽量减少光陆搏照，实验后用遮光盖将进光孔盖住．

(5)对精密仪器应注意防震、防尘、防潮．

光电效应测普朗克常数

　　实验中通过改变入射光的频率，测出相应截止电压Us，在直角坐标中作出Us～υ关系曲线，若它是一根直线，即证明了爱因斯坦方程的正确，并可由直线的斜率K=h/υ，求出普朗克常数。

　　显然，测量普朗克常数的关键在于准确地测出不同频率υ所对应的截止电压Us，然而实际的光电管伏安特性曲线由于某种因素的影响与理想曲线（图4-4-2）是不同的。下面对这些因素给实验结果带来的影响进行分析、认识，并在数据处理中加以修正。

　　首先，由于光电管在加工制作和使用过程，阳极常会被溅射上光阴极材料，当光照射光阴极时，不可避免有部分光漫反射到阳极上，致使阳极也发射光电子，而外加反向电场对阳极发射的光电子成为一个加速场，它们很快到达阳极形成反向电流。

　　其次，光电管即使没有光照，在外加电压下也会有微弱电流通过，称为光电管的暗电流。产生暗电流的主要原因是极间绝缘电阻漏电（包括管座及玻璃壳内外表面的漏电）和阴极在常温下的热电子发射，暗电流与加电压基本上成线性关系。

　　由于上述两个原因的影响，实测的光电流实际上是阴极光电子发射形成的光电流、阳极光电子发射形指顷成的反向电流和光电管暗电流的代数和。

　　使实际的伏安特性曲线呈现图4-4-4所示形状，因此，真正的截止电压Us并不是曲线与U轴的交点，因为此时阴极光电流并未截止，当反向电压继蠢逗高续增大时，伏安特曲线将向反向电流继续延伸，达到B点时逐渐趋向饱和。

　　B点所对应的应向电压才是对应频率υ下的截止电压。

　　从整个曲线看，B点是负值带尺电流的变化率开始增大的“抬头点”，所以在实际中确定截止电压Us是要准确地从伏安特性曲线中找出“抬头点”所对应的电压值。

光电效应实验可以测量普朗克常量。若用波长分别为577.0nm和435.8nm的...

　　光电效应实验可以测量普朗克常量。

　　使用波长为577.0nm和435.8nm的两种单色光做光电效应实验，可以得到两个不旁蠢同的结果，从而验证普朗克常量的量子运闷陪化效应。

　　具体步骤如下：。

　　1.在光电效应实验中，将一束入射光线照射在一块半导体表面，当入射光线的能量高于某一特定能量阈值时，会产生光电子(光电子)。这些光电子会被吸收并形成电子-空穴对，同时产生光电子发射峰。

　　2.对于不同波长的入射光线，由于它们的波长与电子能级的频率有关系，因此产生的光电子发射峰的位置和强度也会有所不同。这说明了不同波长的电磁辐射能量与电子能级之间存在量子化关系，即它们只能取一定范围内的值，而不能取任意实数值。

　　3.通过测量光电子发射峰的位置和强度，可以确定入射光线的能量阈值。同时，通过比较不同波长下的能量阈值和普朗克常量的数值，可以验证普朗克常量是一个离散的量子化常数，其数值等于能量阈值除以普朗克常量本身。

　　需要注罩山意的是，由于光子发射峰的位置和强度与入射光线的能量阈值有关，因此在使用不同波长的入射光线进行实验时，需要控制它们的相对位置和方向，以避免相互干扰和误差的产生。

光电效应如何测量普朗克常量?

　　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。