b7光電效應

1、實驗名稱光電效應光電效應實驗目的1.加深對光電效應和光的量子性的理解；2.學習驗證愛因斯坦光電效應方程的實驗方法，并測定普朗克常數(shù)；3.測繪光電管的伏安特性曲線；主要講授內(nèi)容：1.實驗原理：在近代物理學中，光電效應在證實光的量子性方面有著重要的地位。以適當頻率的光照射到金屬表面，有電子從金屬表面逸出的現(xiàn)象稱為光電效應。逸出的電子稱為光電子，光電子在閉合回路中形成的電流叫做光電流。觀察光電效應的實驗示意圖如圖所示。K為光電管陰極，A為光電

2、管陽極，G為微電流計，V為電壓表，R為滑線變阻器。調(diào)節(jié)R可使A、K之間獲得從—U到0到U連續(xù)變化的電壓。當光照射光電管陰極時，陰極釋放出的光電子在電場的作用下向陽極遷移，并且在回路中形成光電流。光電效應的實驗規(guī)律是光的波動理論所不能解釋的。愛因斯坦光量子假說成功地解釋了這些實驗規(guī)律。他假設光束是由能量為h?的粒子(稱光子)組成的，其中h為普朗克常數(shù)。當光束照射到金屬上時，光以粒子的形式照射到金屬表面上，金屬中的電子要么不吸收能量，要么就

3、吸收一個光子的全部能量h?。只有當這能量大于電子擺脫金屬表面約束所需要的逸出功W時，電子才會以一定的初動能逸出金屬表面。根據(jù)能量守恒定律有愛因斯坦光電效應方程。Wmvhm??221?電子擺脫金屬表面約束所需要的最小能量為，只有當入射光頻率Wh?0?時才能發(fā)生光電效應。0????hW愛因斯坦光電效應方程可改寫為0??heUhs??得：表明了與?成一直線關(guān)系，如圖。在圖中各直線的截距可求即是)(0????ehUssU。當截止電壓時，入射光的

4、頻率，沒有光電子逸出。0?0?sU0vv?由直線的斜率可求得h：設直線斜率為，有vUks???恒量?????ehvvUks00可得h=ek可見，只需計算出直線的斜率即可求出普朗克常數(shù)。sUv這就是密立根驗證愛因斯坦方程的實驗思想。2.實驗主要步驟：a.測繪光電管的伏安特性曲線；b.測量普朗克常數(shù)h。第頁教師小節(jié)：1.實驗數(shù)據(jù)(有效數(shù)字、誤差分析等)數(shù)據(jù)表1距離L=40cm波長（nm）3651??4052??4363??5464??577

5、5??頻率（1014）Hz22.81??41.72??88.63??49.54??20.55??截止電壓(V)54.11??sU18.12??sU05.13??sU60.04??sU52.05??sU151212110445.4????????ssUUK152323110453.2????????ssUUK153434110238.3????????ssUUK154545110449.3????????ssUUK15432110396.

6、34???????KKKKK平均值數(shù)據(jù)表2λ=577nm()距離L=40cmHz141020.5???)(VUKA－1.00－0.5200.501.001.502.00)10(6??KAI－8806501500200025003000普朗克常數(shù)sJkeh?????34104341.5sJhhUh??????34102.1理論000022100????hhUnsJh?????3410)2.14.5(其它在完全沒有光照射光電管的情形下，由于