光电效应测定普朗克常量实验实验报告 - 图文

广东第二师范学院学生实验报告

院（系）名称 物理系 专业名称 物理教育 实验课程名称 实验项目名称 实验时间 2014年12月18日 实验成绩 果与分析、实验心得 姓名 学号 115506020 近代物理实验（2） 光电效应测定普朗克常量实验 实验地点 物理楼五楼 指导老师签名 班别 11物理本四B 内容包含：实验目的、实验使用仪器与材料、实验步骤、实验数据整理与归纳（数据、图表、计算等）、实验结实验目的： 1.通过实验加深对光的量子性的认识； 2.用最高频滤波片，测量光电管的伏安特性曲线； 3.通过光电管的弱电流特性，测出不同频率下的遏止电压（三种方法任选其一），求出普朗克常量； 实验仪器： 高压汞灯、干涉滤光片、光阑，光电效应实验仪。 实验步骤： 1．测试前准备 仔细阅读光电效应实验指导及操作说明书。 将实验仪及汞灯电源接通（汞灯及光电管暗箱遮光盖盖上），预热20分钟。 调整光电管与汞灯距离为约40cm并保持不变。 用专用连接线将光电管暗箱电压输入端与实验仪电压输出端（后面板上）连接起来（红—红，蓝—蓝）。 2．测光电管伏安特性曲线 将“电流量程”选择开关置于所选档位（-2V-30V）（测伏安特性时处于10-10A档），进行测试前调零。光电效应实验仪在开机或改变电流量程后，都会自动进入调零状态。调零时应将高低杠暗箱电流输出端K与实验仪微电流输入端断开，旋转“调零”旋钮使电流指示为000.0。调节好后，用专用电缆将电流输入连接起来，系统进入测试状态。将“伏安特性测试/遏止电压测试”状态键切换到伏安特性测试档位。 将直径4mm的光阑及0.365nm滤色片装在光电管暗箱光输入口上． 测伏安特性曲线时，电压调节的范围为-2～30V，步长自定。 记录所测UAK及I的数据，在坐标纸上作出上述给定波长的伏安特性曲线。 3．测量遏止电压，求得朗克常量h 测量遏止电压时，“电流量程”开关应处于10-12A档．将直径4mm的光阑及365.0nm的滤色片装在光电管暗箱光输入口上，打开汞灯遮光盖。此时电压表显示UAK的值，单位为伏；电流表显示与UAK对应的电流值I，单位为所选择的“电流量程”。 零电流法：在测量各谱线的遏止电压0U时，可采用零电流法，即直接将各谱线照射下测得的电流为零时对应的电压UAK的绝对值作为遏止电压0U。此法的前提是阳极反向电流、暗电流和本底电流都很小，用零电流法测得的遏止电压与真实值相差较小。

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且各谱线的遏止电压都相差 ΔU对0U～v曲线的斜率无大的影响，因此对h的测量不会产生大的影响。从低（-2 V）到高调节电压（绝对值减小），观察电流值的变化，寻找电流为零时对应的U，以其绝对值作为该波长对应的U的值。 实验数据整理与归纳（数据、图表、计算等） 原始记录(数据、图表、文字描述等) 第一组 第二组 第三组 第四组 波长（nm） 电压（V） 电流（1014A） 频率(1014Hz) 365 405 435 546 -1.794 -1.478 -1.273 -0.620 0 0 0 0 8.214 7.408 6.879 5.49 数据处理： 将数据代入公式得： 第一、第二组：h1≈6.23*10-34J*s 第二、第三组：h2≈6.23*10-34J*s 第三、第四组：h3≈6.15*10-34J*s 第一、第四组：h3≈6.18*10J*s h平均≈6.20*10J*s -34-34 绝对误差：6.20*10-34J*s-6.626*10-34J*s=-0.426*10-34J*s 相对误差：（6.20*10-34J*s-6.626*10-34J*s）/6.626*10-34J*s=-0.064 思考题： 1、光电管为什么要装在暗盒中？ 答：防止外面的光线对实验结果造成影响。 2、实验中如何验证爱因斯坦方程？ 答：作为光电管的遏制电压与入射光频率的关系曲线。如果它符合线性规律，则验证了爱因斯坦方程。 3、如何用拐点法测遏制电压？ 2

答：测量光电管的伏安特性曲线，曲线上明显的拐点所对应的电压值就是遏制电压。 实验心得： 通过这次的实验加深了对光的量子性的认识；学会使用用最高频滤波片，测量光电管的伏安特性曲线；通过光电管的弱电流特性，测出不同频率下的遏止电压（三种方法任选其一），最重要的是通过自己实验求出了普朗克常量；

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