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1、光电效应试验报告模板南昌大学物理试验报告 课程名称: 大学物理试验试验名称: 光电效应专业班级: 土学院: 建筑工程学院木工程 154学生姓名: 唐皓迪 学号: 6002115150试验地点: 根底试验大楼 B 座 309 座位号: 32 试验时间: 第 12 周星期二下午 4 点开头一、试验目的:1.争论光电管的伏安特性及光电特性。2.比较不同频率的光强的伏安特性曲线与遏止电压。3. 了解光电效应的规律，加深对光的量子性的理解。4. 验证爱因斯坦方程，测定普朗克常量。二、试验原理:当肯定频率的光照耀到金属外表时，就有电子从金属外表逸出，从金属外表逸出的电子成为光电子。假设在光电管两极加上电压
2、 U，光电子将由K 定向运动到 A，在回路中形成光电流 I。金属中的电子吸取一个频率为 v 的光子时，便会获得这个光子的全部能量，假设这些能量大于电子12h,mv 摆脱金属外表的溢出功 W，电子就会从金属中逸出，依据能量守恒原理有此式成为爱因 m212mv 斯坦方程，其中 h 为普朗克常量， 为入射光频率， 为光电子飞出金属后所具有的最大动能，m2W 是电子从金属内部逸出所需的溢出功，依据此式可知，存在截止频率 使h-W=0,此时吸取的光 0 子动能恰好用于抵消电子溢出功而没有多余的动能。只有当入射光频率 ? 时才能产生光电流。不同 0金属溢出功不同，所以有不同的截止频率。1.光电效应的根本试
3、验规律(1)伏安特性无光照阴极时，电路中没有电流。有光照耀时，阴极释放电子产生电流。加速电势差 U 越大，阴极 AK 电流越大，当 U 增加到肯定数值后，阴极电流不再增大而到达饱和值 I，I 的大小和光照强度成正 AKSS 比，试验时记录各个电压对应的电流画出曲线，即可得到光电管的伏安特性曲线。 (2)遏止电压及普朗克常量的测量加速电势差 U 变为负值时，阴极电流会快速削减，当 U 削减 AKAK 到肯定值时，阴极电流变为零。此时对应的电势差成为遏止电势差 U。用不同频率的色光照耀阴极，a测出对应的遏止电势差，画出 U- 图，由图线的斜率可以求出 h。 a 三、试验仪器:光电效应测定仪1. 试
4、验仪器构成:光电效应测定仪由光电检测装置和测定仪主机两局部组成。光电检测装置包括光电管暗箱、汞灯灯箱、汞灯电源箱和导轨等。2. 试验主机为光电效应测定仪，主要包含微电流放大器和直流电压发生器。3. 光电管暗箱:安装有滤色片、光阑、挡光罩、光电管。4. 汞灯灯箱:安装有汞灯灯管、挡光罩5. 汞灯电源箱:箱内有镇流器，供给汞灯电源四、试验内容和步骤:将仪器接好线，翻开汞灯灯箱，预热二格外钟。1.测量截止电势差工作电压转换按钮于释放转改，电压调整范围是-2V+2V，“电流量程”开关置于-1310A 挡。在不接入输入信号的状态下对为电流测量装置调零。将暗盒的通光孔直径调整到 4mm，把 365mm 滤
5、色片转到窗口。此时把电压表显示的 U 值调整到-1.999V。翻开汞灯遮光盖，电流表显示的电 AK流 I 应为负值。调整电压旋钮使电压上升，当电压上升到某一数值时电流为零，此电压即为 365mm 单色光的遏止电势差。将此数值记入表一，依次换上不同的滤色片，分别测量记录遏止电势差。 2.测光电管的伏安特性曲线将工作电压转换按钮按下，使电压调整范围变为-2V30V，电流量程选择10- 10A 挡，重调零。其余操作步骤与“测量截止电势差”一样，但要记录每一个电压对应的电流，记录 15 组数据，画出饱和伏安特性曲线。观看同一光阑、同一距离下 365mm 和 546mm 光线的伏安特性，记入表二，作出伏
6、安特性曲线。 观看365mm 谱线在同一距离不同光阑直径时的曲线。测量并记录 365mm 在同一入射距离而光阑分别为 2mm,4mm,8mm,时的电流值，记录表三。观看同一光阑不同入射距离 365mm 谱线的饱和伏安特性曲线。在 UAK 为 30V 时，测量并记录对此谱线同一光阑时间源和光电管距离分别为 400mm,350mm,300mm 时对应电流值，记入表四。 五、试验数据与处理:1. 在试验的根底上，把我们所得到的数据制成四个表格，依据表一画出 Ua-V 关系的图形，算出每两点所对应的直线的斜率，设图中四段直线的斜率分别为K1，K2，K3，K4 分别计算出 K1，K2，K3，K4，求平均
7、值 K ，即可用 h , e , K 求出普朗克常量。然后将 h 与公认值 h0 比较，求出相对误差 E ,(h , h)0-19- 34h 。其中 e=1.60210C，h0=6.62610J?S 02. 然后在依据表二画出 I-U 的图形，依据图表可以看出，随着 U 不断增大，I 也不断增大，当 U 增大 AKAKAK到肯定数值时，I 不再增大，到达最大值 I。入射光频率不同，I 也不同。 SS 3.依据表三、表四的数据可以看出，光电管的饱和电流与入射光强度成正比。六、误差分析:机器本身或许就有由于使用过久而产生系统误差自己读数时由于数据波动而造成的微小误差处理数据时分段求斜率再求平均值的方法产生的误差七、思考题:1. 测定普朗克常量的关键是什么,怎样依据光电管的特性曲线选择适宜的测定遏止电势差的方法, 答:画出图线，求出斜率。2. 从遏止电势差与入射光频率的关系曲线中，你能确定阴极材料的逸出功吗, 答:可以。纵轴截距乘以 e 就是逸出功。八、附上原始数据:.