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光电效应实验报告

光电效应实验报告
光电效应实验报告

光电效应

【实验目的】

(1)了解光电效应的规律,加深对光的量子性的认识。

(2)测量普朗克常量h。

【实验仪器】

ZKY-GD-4光电效应实验仪,其组成为:微电流放大器,光电管工作电源,光电管,滤色片,汞灯。如下图所示。

【实验原理】

光电效应的实验原理如图1所示。入射光照射到光电管阴极K上,产生的光电子在电场的作用下向阳极A迁移构成光电流,改变外加电压,测量出光电流I的大小,即可得出光电管的伏安特性曲线。

光电效应的基本实验事实如下:

(1)对应于某一频率,光电效应的I-关系如图2所示。从图中可见,对一定的频率,有一电压U0,当≦时,电流为零,这个相对于阴极的负值的阳极电压U0,被称为截止电压。

(2)当≧后,I迅速增加,然后趋于饱和,饱和光电流IM的大小与入射光的强度P 成正比。

(3)对于不同频率的光,其截止电压的值不同,如图3所示。

(4)截止电压U0与频率的关系如图4所示,与成正比。当入射光频率低于某极限值(随不同金属而异)时,不论光的强度如何,照射时间多长,都没有光电流产生。

(5)光电效应是瞬时效应。即使入射光的强度非常微弱,只要频率大于,在开始照射后立即有光电子产生,所经过的时间至多为秒的数量级。

按照爱因斯坦的光量子理论,光能并不像电磁波理论所想象的那样,分布在波阵面上,而是集中在被称之为光子的微粒上,但这种微粒仍然保持着频率(或波长)的概念,频率为

的光子具有能量E = h,h为普朗克常数。当光子照射到金属表面上时,一次被金属中的电子全部吸收,而无需积累能量的时间。电子把这能量的一部分用来克服金属表面对它的吸引力,余下的就变为电子离开金属表面后的动能,按照能量守恒原理,爱因斯坦提出了著名的光电效应方程:

(1)

式中,A为金属的逸出功,为光电子获得的初始动能。

由该式可见,入射到金属表面的光频率越高,逸出的电子动能越大,所以即使阳极电位比阴极电位低时也会有电子落入阳极形成光电流,直至阳极电位低于截止电压,光电流才为零,此时有关系:

(2)

阳极电位高于截止电压后,随着阳极电位的升高,阳极对阴极发射的电子的收集作用越强,光电流随之上升;当阳极电压高到一定程度,已把阴极发射的光电子几乎全收集到阳极,再增加时I不再变化,光电流出现饱和,饱和光电

流的大小与入射光的强度P成正比。

光子的能量

效应的最低频率(截止频率)是=A/h。

将(2)式代入(1)式可得:

(3)

此式表明截止电压是频率的线性函数,直线斜率k = h/e,只要用实

验方法得出不同的频率对应的截止电压,求出直线斜率,就可算出普朗克常数h。爱因斯坦的光量子理论成功地解释了光电效应规律。

【实验步骤】

1、测试前准备

1)将实验仪及汞灯电源接通(汞灯及光电管暗盒遮光盖盖上),预热20min。

2)调整光电管与汞灯距离为约40cm并保持不变。

3)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)。

4)将“电流量程”选择开关置于所选档位,进行测试前调零。调零时应将光电管暗盒电流输出端K与实验仪微电流输入端(后面板上)断开,且必须断开连线的实验仪一端。旋转“调零” 旋钮使电流指示为000.0。

5)调节好后,用高频匹配电缆将电流输入连接起来,按“调零确认/系统清零”键,系统进入测试状态。

如果要动态显示采集曲线,需将实验仪的“信号输出”端口接至示波器的“Y”输入端,“同步输出”端口接至示波器的“外触发”输入端。示波器“触发源”开关拨至“外”,“Y 衰减”旋钮拨至约“1V/格”,“扫描时间”旋钮拨至约“20μs/格”。此时示波器将用轮

流扫描的方式显示5个存储区中存储的曲线,横轴代表电压,纵轴代表电流I。

2、测普朗克常数h:

测量截止电压时,“伏安特性测试/截止电压测试”状态键应为截止电压测试状态,“电流量程”开关应处于A档。

1)手动测量

①使“手动/自动”模式键处于手动模式。

②将直径4mm的光阑及365.0nm的滤色片装在光电管暗盒光输入口上,打开汞灯遮光盖。

此时电压表显示

的值,单位为伏;电流表显示与对应的电流值I,单位为所选择的

“电流量程”。用电压调节键→、←、↑、↓可调节的值,→、←键用于选择调节位,

↑、↓键用于调节值的大小。

③从低到高调节电压(绝对值减小),观察电流值的变化,寻找电流为零时对应的,以其绝对值作为该波长对应的的值,并将数据记于表1中。为尽快找到的值,调节时应

从高位到低位,先确定高位的值,再顺次往低位调节。

④依次换上365.0 nm,435.8 nm,546.1nm,404.7 nm的滤色片,重复以上测量步骤。

2)自动测量

①按“手动/自动”模式键切换到自动模式。

此时电流表左边的指示灯闪烁,表示系统处于自动测量扫描范围设置状态,用电压调节键可设置扫描起始和终止电压。(注:显区左边设置起始电压,右边设置终止电压)实验仪设有5个数据存储区,每个存储区可存储500组数据,由指示灯表示其状态。灯亮表示该存储区已存有数据,灯不亮为空存储区,灯闪烁表示系统预选的或正在存储数据的存储区。

②设置好扫描起始和终止电压后,按动相应的存储区按键,仪器将先清除存储区原有数据,等待约30秒,然后按4mV的步长自动扫描,并显示、存储相应的电压、电流值。扫描完成后,仪器自动进入数据查询状态,此时查询指示灯亮,显示区显示扫描起始电压和相应的电流值。用电压调节键改变电压值,就可查阅到在测试过程中,扫描电压为当前显示值时

相应的电流值。读取电流为零时对应的,以其绝对值作为该波长对应的U 的值,并将数据记于表1中。

表1 U0—关系光阑孔Φ= mm 频率×

按“查询”键,查询指示灯灭,系统回复到扫描范围设置状态,可进行下一次测量。将仪器与示波器连接,可观察到为负值时各谱线在选定的扫描范围内的伏安特性曲线。

3、测光电管的伏安特性曲线:

此时,将“伏安特性测试/截止电压测试” 状态键切换至伏安特性测试状态。“电流量程”开关应拨至 A档,并重新调零。

将直径4mm的光阑及所选谱线的滤色片装在光电管暗盒光输入口上。测伏安特性曲线可

选用“手动/自动”两种模式之一,测量的最大范围为-1~50V 。手动测量时每隔0.5V 记录一组数据,自动测量时步长为1V 。记录所测

及I 的数据。

① 从低到高调节电压,记录电流从零到非零点所对应的电压值并作为第一组数据,以 后电压没变化一定值(可选为1V )记录一组数据到数据记录表中。

换上546nm 的滤色片,重复上述实验步骤。 ② 在

为50V 时,将仪器设置为手动模式,测量记录同一谱线、同一入射距离、光

阑分别为2mm,4mm,8mm 时对应的电流值于数据记录表中。 ③在

为50V 时,将仪器设置为手动模式,测量并记录同一谱线、同一光阑、不同入

射距离时对应的电流值于数据记录表中。

【实验数据处理】 (1)求普朗克常数

实验中测得的数据如下表所示:

关系数据记录表

光缆孔mm 4=Φ

由实验数据得到的截止电压U 0与光频率的关系如下图所示:

截止电压与光频率的关系曲线

可知,上述直线的斜率为e

h

,则普朗克常量为:

s J s J h ??=????=---141914

100.610602.110

3746.0

而由最小二乘法的得到的斜率的标准差为013945.0=b s ,则可知所求的普朗克常量h 的不确定度为:

s J s et eU U b b h ??=????=?==---34141995.0107.010013945.018.310602.1)3(

测得的普朗克常量h 与公认值0h 的相对误差为:

094.010626.610626.6100.634343400-=????-??=-=---s

J s

J s J h h h E

实验得到的普郎克常数为: s J h ??±=-34

10)7.00.6(。

(2) 做出两种波长及光强的伏安特性曲线 实验中,得到的实验数据记录表如下:

对于435.8nm 的滤色片,入射距离L=400mm,光阑4nm ,数据记录为:

AK U I -关系

对于546.1nm 的滤色片,入射距离L=400mm,光阑4nm ,数据记录为:

AK U I -关系

由实验得到的数据绘制出的两种波长及光强的伏安特性曲线如下:

不同波长及光强下的伏安特性曲线

(3)由于照到光电管上的光强与光阑面积成正比,用②中数据验证光电管的饱和光电流与 入射光强成正比;同样用③中数据验证光电流与入射光强成正比。

对于实验②: 在

为50V 时,将仪器设置为手动模式,测量记录同一谱线、同一入

射距离、光阑分别为2mm,4mm,8mm 时对应的电流值,数据记录表如下: P I M -关系

V U AK 50= nm L 400=

由实验数据得到饱和光电流与光阑面积的关系曲线如下:

饱和光电流I 与光阑面积S 的关系曲线图

由图可知,饱和光电流I 与光阑面积S 在入射光波长不变时成正比例关系,而光强又与光阑面积成正比,从而验证了光电管的饱和电流与入射光强成正比。

对于实验③,在

为50V 时,将仪器设置为手动模式,测量并记录同一谱线、同一光

阑、不同入射距离时对应的电流值,来验证光电流与入射光强成正比。数据记录表如下:

P I M -关系

V U AK 50= nm L 400=

对于光阑面积S 不变时,由于入射距离的变化,使同一波长光的光强发生改变。尝试将光源看做点光源,其发出的光为球状,则一定距离处的光强与距离的平方成反比,与距离的平方分之一成正比。若要验证光电流与入射光强成正比,可通过验证光电流与距离的平方分之一成线性关系而间接征得。根据P I M -关系,得到光电流与距离的平方分之一的关系曲线如图所示:

光电流强度与入射距离平方分之一的关系曲线

由图可知,其间关系在实验误差允许的范围内,较好的符合了某种线性关系,证明了这种假设具有成立的可能性。从而也证明了光电流与入射光强成正比。

【实验分析与误差讨论】

1、阳极反向电流,暗电流,本底电流如何影响测量结果?

答:阳极反向电流是由于光电管制造时由于光电管阳极沾上少数阴极材料,则在入射光照射或入射光从阴极反射到阳极后都会造成阳极电子发射。当

值为为负值时,阳极发射

的电子向阴极迁移形成阳极反向电流,从而当实验中测得电流为零时,对应的并非截止

电压,对实验造成误差。

而对于暗电流和本底电流是热激发产生的光电流和杂质光散射光电管产生的光电流。它们的影响是:若产生的光电子的初动能大于光照产生的光电子的最大初动能,则会使测得的

的绝对值增大。

2、 在该实验中可能存在的误差有:

(1) 在实际的测量中,由于光电管的阳极电流、暗电流、本底电流及电极间接

触电压的影响,给实验结果带来误差。

(2) 实验中滤色片有一定的狭缝宽度,滤色片产生的光并不完全是单一的滤色

光。

(3) 实验中以汞灯作为光源,而汞灯在交变电压变化的情况下并不能完全稳定,产生的光也不稳定。

(4) 在读数时,由于产生的光电流的变化,仪器示数会有微小的跳动,产生读数误差。

(5) 装有阴极管的暗箱封闭不严,可能会受到杂光的影响。

【实验结论】

1、实验测得的普朗克常量为s J h ??+=-34

10)7.00.6(,与公认值s J h ??=-34010626.6

的相对误差为-9.4%。

2、由实验得到的伏安特性曲线可知,在光电效应中,随着光电管两侧正向电压的增大,光电流增大速度越来越慢,光电流的值逐渐趋于稳定,即饱和光电流。而随着反向截止电压的增大,光电流逐渐变为零。而光电流刚好为零时的电压成为反向截止电压。且波长短的光频率大,对应的光饱和电流的值越大,反向截止电压的值也越大。

3、在光电效应中,光电管的饱和光电流与入射光强成正比,而且当光强相等时,波长越短,频率越大的光,产生的饱和光电流越大。

并且在光电效应中,光电流与入射光强成正比,而光强可能与入射距离的平方成反比关系,但不能确切认定这一点。

光电效应实验报告

南昌大学物理实验报告 学生姓名:黄晨学号:5502211059 专业班级:应用物理学111班班级编号:S008实验时间:13时00 分第3周星期三座位号:07 教师编号:T003成绩: 光电效应 一、实验目的 1、研究光电管的伏安特性及光电特性;验证光电效应第一定律; 2、了解光电效应的规律,加深对光的量子性的理解; 3、验证爱因斯坦方程,并测定普朗克常量。 二、实验仪器 普朗克常量测定仪 三、实验原理 当一定频率的光照射到某些金属表面上时,有电子从金属表面逸出,这种现象称为光电效应,从金属表面逸出的电子叫光电子。实验示意图如下 图中A,K组成抽成真空的光电管,A为阳极,K为阴极。当一定频率v的光射到金属材料做成的阴极K上,就有光电子逸出金属。若在A、K两端加上电压后光电子将由K定向的运动到A,在回路中形成电流I。 当金属中的电子吸收一个频率为v的光子时,便会获得这个光子的全部能量,如果这些能量大于电子摆脱金属表面的溢出功W,电子就会从金属中溢出。按照能量守恒原理有

南昌大学物理实验报告 学生姓名:黄晨学号:5502211059 专业班级:应用物理111 班级编号:S008实验时间:13 时00分第03周星期三座位号:07 教师编号:T003成绩:此式称为爱因斯坦方程,式中h为普朗克常数,v为入射光频。v存在截止频率,是的 吸收的光子的能量恰好用于抵消电子逸出功而没有多余的动能,只有当入射光的频率大于截止频率时,才能产生光电流。不同金属有不同逸出功,就有不同的截止频率。 1、光电效应的基本实验规律 (1)伏安特性曲线 当光强一定时,光电流随着极间电压的增大而增大,并趋于一个饱和值。 (2)遏制电压及普朗克常数的测量 当极间电压为零时,光电流并不等于零,这是因为电子从阴极溢出时还具有初动能,只有加上适当的反电压时,光电流才等于零。

(整理)5光电效应实验.

光电效应实验 一定频率的光照射在金属表面时, 会有电子从金属表面逸出,这种现象称为光电效应。1887年赫兹发现了光电效应现象,以后又经过许多人的研究,总结出一系列实验规律。1905年,爱因斯坦在普朗克能量子假设的基础上,提出了光量子理论,成功地解释了光电效应的全部规律。 实验原理 光电效应的实验原理如图1所示。用强度为P 的单色光照射到光电管阴极K 时,阴极释放出的光电子在电场的加速作用下向阳极板A 迁移,在回路中形成光电流。 图1 实验原理图 图2 光电管同一频率不同光强的 伏安特性曲线 用实验得到的光电效应的基本规律如下: 1、 光强P 一定时,改变光电管两端的电压AK U ,测量出光电流I 的大小,即可得 出光电管的伏安特性曲线。随AK U 的增大,I 迅速增加,然后趋于饱和,饱和 光电流m I 的大小与入射光的强度P 成正比。 2、 当光电管两端加反向电压时,光电流将逐步减小。当光电流减小到零时,所对 应的反向电压值,被称为截止电压U 0(图2)。这表明此时具有最大动能的光 电子刚好被反向电场所阻挡,于是有 0202 1eU mV =(式中m 、V 0、e 分别为电子的质量、速度和电荷量)。(1) 不同频率的光,其截止电压的值不同(图3)。 3、 改变入射光频率ν时,截止电压U 0随之改变,0U 与ν成线性关系(图4)。实 验表明,当入射光频率低于0ν(0ν随不同金属而异,称为截止频率)时,不论光 的强度如何,照射时间多长,都没有光电流产生。

图3光电管不同频率的伏安特性曲线 图4截止电压U 0与频率ν的关系 4、光电效应是瞬时效应。即使入射光的强度非常微弱,只要频率大于0ν,在开始照射后立即有光电子产生,延迟时间最多不超过910-秒。 经典电磁理论认为,电子从波阵面上获得能量,能量的大小应与光的强度有关。因此对于任何频率,只要有足够的光强度和足够的照射时间,就会发生光电效应,而上述实验事实与此直接矛盾。显然经典电磁理论无法解释在光电效应中所显示出的光的量子性质。 按照爱因斯坦的光量子理论,光能是集中在被称之为光子的微粒上,但这种微粒仍然保持着频率(或波长)的概念,频率为ν的光子具有能量ν=h E ,h 为普朗克常数。当光束照射金属时,是以光粒子的形式打在它的表面上。金属中的电子要么不吸收能量,要么就吸收一个光子的全部能量νh ,而无需积累能量的时间。只有当这能量大于电子摆脱金属表面约束所需的逸出功A 时,电子才会以一定的初动能逸出金属表面。按照能量守恒原理,爱因斯坦提出了著名的光电效应方程: A mV hv +=2021 (2) 式中,A 为金属的逸出功,202 1mV 为光电子获得的初始动能。 由该式可见,入射到金属表面的光频率越高,逸出的电子动能越大。光子的能量A h 0<ν时,电子不能脱离金属,因而没有光电流产生。产生光电效应的最低频率(截止频率)是h A 0=ν。 将(2)式代入(1)式中可得: A h eU 0-ν= (3) )(00v v e h U -= 此式表明截止电压0U 是频率ν的线性函数。只要用实验方法得出不同的频率的截止电压,由直线斜率和截距,就可分别算出普朗克常数h 和截止频率0ν。基于此,在爱因斯坦光量子理论提出约十年后,密立根用实验证实了爱因斯坦的光电效应方程,并精确地测定了普朗克常数。两位物理大师在光电效应等方面的杰出贡献,分别于1921

光电效应和普朗克常量的测定-实验报告

光电效应和普朗克常量的测定 创建人:系统管理员总分:100 实验目的 了解光电效应的基本规律,学会用光电效应法测普朗克常量;测定并画出光电管的光电特性曲线。 实验仪器 水银灯、滤光片、遮光片、光电管、光电效应参数测试仪。 实验原理 光电效应: 当光照射在物体上时,光子的能量一部分以热的形式被物体吸收,另一部分则转换为物体中一些电子的能量,是部分电子逃逸出物体表面。这种现象称为光电效应。爱因斯坦曾凭借其对光电效应的研究获得诺贝尔奖。在光电效应现象中,光展示其粒子性。 光电效应装置: S为真空光电管。内有电极板,A、K极板分别为阳极和阴极。G为检流计(或灵敏电流表)。无光照时,光电管内部断路,G中没有电流通过。U为电压表,测量光电管端电压。 由于光电管相当于阻值很大的“电阻”,与其相比之下检流计的内阻基本忽略。故检流计采用“内接法”。 用一波长较短(光子能量较大)的单色光束照射阴极板,会逸出光电子。在电源产生的加速电场作用下向A级定向移动,形成光电流。显然,如按照图中连接方式,U越大时,光电流

I 势必越大。于是,我们可以作出光电管的伏安特性曲线,U=I 曲线关系大致如下图: 随着U 的增大,I 逐渐增加到饱和电流值IH 。 另一方面,随着U 的反向增大,当增大到一个遏制电位差Ua 时,I 恰好为零。此时电子的动能在到达A 板时恰好耗尽。 光电子在从阴极逸出时具有初动能2 2 1mv ,当U=Ua 时,此初动能恰好等于其克服电场力所做的功。即: ||2 12 a U e mv = 根据爱因斯坦的假设,每粒光子有能量hv =ε。式中h 为普朗克常量,v 为入射光波频率。 物体表面的电子吸收了这个能量后,一部分消耗在克服物体固有的逸出功A 上,另一部分则转化为电子的动能,让其能够离开物体表面,成为光电子。 于是我们得到爱因斯坦的光电效应方程:A m hv += 2 v 2 1 由此可知,光电子的初动能与入射光频率成线性关系,而与光强度无关。(光强度只对单位时间内逸出物体表面的光电子的个数产生影响) 光电效应的光电阈值: 红限:当入射光频率v 低于某一值0v 时,无论用多强的光照都不会发生光电效应。由光电效应方程易得这个频率h A v /0=,称为红限。 测量普朗克常量的方法: 用光波频率为的单色光照射阴极板,测量其遏制电位差Ua 。 于是有: A U e hv a +=|| 所以: e A v -= e h |U |a 这表明了截止电压|U |a 和光波频率v 成正比。 实验中获得单色光的方法: 使用水银灯发出稳定白光作为光源,再使用不同颜色的滤光片罩在光电管的入光口以得到相应颜色的单色光,还可以使用不同透光度的遮光片罩在水银灯的出光口以得到不同强度的

(整理)光电效应实验86125

第1章仪器介绍 LB-PH3A光电效应(普朗克常数)实验仪由汞灯及电源、光阑与滤色片、光电管、测试仪(含光电管电源和微电流放大器)构成,实验仪结构如图1所示,测试仪的调节面板如图2所示。 汞灯刻度尺光阑与滤色片光电管 图1 实验仪结构图 图2 测试仪前面板图 LB-PH3A光电效应(普朗克常数)实验仪有以下特点: 1.在微电流测量中采用高精度集成电路构成电流放大器。对测量回路而言,放大器近似于理想电流表,对测量回路无影响。精心设计、精心选择元器件、精心制作,使电流放大器达到高灵敏度、高稳定性,使测量准确度大大提高。 2.采用了新型结构的光电管。由于其特殊结构使光不能直接照射到阳极,由阴极反射到阳极的光也很少,加上采用新型的阴、阳极材料及制造工艺,使得阳极反向电流大大降低,暗电流水平也很低。 3.设计制作了一组高性能的滤色片。保证了在测量一组谱线时无其余谱线的干扰,避免了谱线相互干扰带来的测量误差。 4.由于仪器的稳定性好且无谱线间的相互干扰,测出的I - U特性曲线平滑、重复性好。

5.通过改变实验仪的电压档位的方式,利用光电效应测量普朗克常数、光电管伏—安特性以及验证饱和光电流与入射光强成正比等实验。 6.本仪器可用三种不同方法测量普朗克常数(拐点法、零电流法、补偿法),因此有较好的可比性。 7.采用上述测量方法,不但使得U0测量快速、重复性好,而且据此计算出的h误差不大于3 %。 其技术参数如下: 1.微电流放大器: 电流测量范围:10-7 ~ 10-13 A,分6档,三位半数字显示 零漂:开机20分钟后,30分钟内不大于满读数的± 0. 2 %(10-13 A档) 2.光电管工作电源: 电压调节范围:-2 ~ +2 V,-2 ~ +20 V,分两档,三位半数字显示 不稳定度≤0. 1 % 3.光电管: 光谱响应范围:340 ~ 700 nm 最小阴极灵敏度≥1 μA(-2 V≤U AK≤0 V) 阳极:镍圈 暗电流I ≤5 × 10-12 A(-2 V≤U AK≤0 V) 4.滤光片组: 5组,中心波长为:365. 0 nm,404. 7 nm,435. 8 nm,546. 1 nm,578. 0 nm 5.汞灯: 可用谱线:365. 0 nm,404. 7 nm,435. 8 nm,546. 1 nm,578. 0 nm 6.测量误差≤3 % 第2章实验目的与原理 光电效应是,一定频率的光照射在金属表面时,会有电子从金属表面逸出的现象。在光电效应中,光显示出它的粒子性,这种现象对于认识光的本质,具有极其重要的意义。 1887年赫兹发现了光电效应现象,以后又经过许多人的研究,总结出一系列实验规律。由于这些规律用经典的电磁理论无法圆满地进行解释,爱因斯坦于1905年应用并发展了普朗克的量子理论,首次提出了“光量子”的概念,并成功地解释了光电效应的全部规律。十年后,密立根用实验证实了爱因斯坦的光量子理论,精确地测定了普朗克常数。两位物理大师因在光电效应等方面的杰出贡献,分别于1921年和1923年获得诺贝尔物理学奖。光电效应实验和光量子理论在物理学的发展史中具有重大而深远的意义。利用光电效应制成了许多光电器件,在科学和技术上得到了极其广泛的应用。

物理试验要求及数据表格

福建农林大学物理实验要求及原始数据表格 实验用电流场模拟静电场 专业___________________学号___________________姓名___________________ 一、预习要点 1.了解静电场的和电场线的基本特点,电位线与电场线的关系; 2.了解模拟法测绘静电场的原理与方法; 3.在模拟静电场时,对模拟电极和模拟介质各有什么要求。 二、实验内容、步骤及注意事项 做此实验要自备画图白纸或坐标纸。 用GVZ-3型静电场描绘实验仪模拟静电场。从实验测量来讲,测定电位比测定场强容易实现,所以可先测绘等位线,然后根据电场线与等位线正交的原理,画出电场线。这样就可由等位线的间距确定电场线的疏密和指向,将抽象的电场形象的反映出来。 1.描绘带电长直同轴圆柱面的等势面及电场线 (1)按要求连接好电路,检查无误后接通电源; (2)将坐标纸固定在静电场描迹仪上层载纸扳并用磁条压好,探针的下针放入电极内,上针放在坐标纸上准备打孔;(实验前,先用压纸磁条固定好所用白字或坐标纸,然后用同步探针定好电极位置,并用铅笔描绘出电极形式) (3)将电源输出电压调整为10.00V,再将输出与测量开关转到测量端; (4)将探针的下针对准内电极中心,上针在坐标纸上打孔;以该点为中心等角度地做八条辐射线,用探针沿着八条辐射线从里向外移动找到电势分别为 6.00V、5.00V、4.00V、3.00V、2.00V、1.00V的点并打孔; (5)取下坐标纸,用直尺测出r a和r b的值及各等势点的半径记入表中; (6)描画出带电长直同轴圆柱面的等势线及电场线。(参考讲义) 2.描绘平行输出线的等势面及电场线 (1)同样方法测绘平行输出线的等势面簇,输出电压仍然调整为10.00V ; (2)用探针分别找到电势为8.00V、6.50V、5.00V、3.50V、2.00V点并打孔,同一电势值在两电极之间至少找八个点; (3)描画出平行输出线的等势线及电场线。(参考讲义) 3.描绘一个劈尖电极和一个条形电极形成的静电场分布(方法与上面类似) 三、思考题 1.根据测绘所得等位线和电力线分布,分析哪些地方场强较强,哪些地方场强较弱? 2.为什么要用模拟法描绘静电场?为什么用电势而不用电场强度来测绘静电场? 3.从实验结果能否说明电极的电导率远大于导电介质的电导率?如不满足这条件会出现什么现 象? 1

(2)光电效应的基本规律

(2)光电效应的基本规律 2012-4-3 命题人:邓老师 学号________. 姓名________. 第Ⅰ卷(选择题) 一.选择题 (请将你认为正确的答案代号填在Ⅱ卷的答题栏中,本题共25小题) 1. 已知某单色光的波长为λ,在真空中的传播速度为c,普朗克常量为h,则该电磁波辐射的能量子的值为( ) A.hcλ B. c h λ C. λ h D. λhc 2. 在做光电效应实验中,某金属被光照射发生了光电效应,实验测出了光电子的最大初动能E K 与入射光的频率ν的关系如图所示,由实验图像可求出( ) A.该金属的逸出功 B.该金属的极限频率 C.单位时间内逸出的光电子数 D.普朗克恒量 3. 某金属在一束绿光的照射下发生了光电效应( ) A.若增加绿光的照射强度,则单位时间内逸出的光电子数不变 B.若增加绿光的照射强度,则逸出的光电子最大初动能增加 C.若改用紫光照射,则逸出的光电子的最大初动能增加 D.若改用紫光照射,则单位时间内逸出的光电子数目一定增加 4. 下列说法正确的是( ) A.光的干涉现象说明光具有粒子性,能发生光电效应现象说明光有波动性 B.电磁波谱中波长最长的γ射线,波长最短的是无线电波 C.光子具有波粒二象性,实物粒子只具有粒子性,不具有波动性 D.通常说光波是一种概率波,意思是光子在空间分布的概率是受波动规律支配的 5. 表1给出了各色光在真空中的波长和频率,表2给出了几种金属的极限频率υ0和极限波长λ0,请你判断下列说法正确的是( ) 表1 A.用黄光和绿光照射金属钾表面时都能发生光电效应 B.用绿光照射钾发射出的某光电子P 与用紫光照射钾发射出的某光电子Q 相比,P 的动能一定小于Q 的动 能 C.黄光能使表中的4种金属发生光电效应 D.用蓝光照射铯和钾时,发射出光电子的最大初动能分别为E k 1和E k2,E k 1一定大于E k 2 6. 一束细平行光经过玻璃三棱镜后分解为互相分离的三束光(如图所示),分别照射到相同的金属板a 、b 、c 上,如图所示,已知金属板b 有光电子放出,则可知( ) A.板a 一定不放出光电子 B.板a 一定放出光电子 C.板c 一定不放出光电子 D.板c 一定放出光电子 7. 某单色光从真空射入某介质时( ) A.波长变长,速度变小,光量子能量变小 B.波长变长,速度变大,光量子能量不变 C.波长变短,速度变小,光量子能量不变 D.波长变短,速度变小,光量子能量变大 8. 分别用波长为λ和 34 λ的单色光照射同一金属板,发出的光电子的最大初动能之比为1:2,以h 表示普朗克 常量,c 表示真空中的光速,则此金属板的逸出功为( ) a c b

光电效应实验报告书

光电效应测普朗克常量 姓名:梁智健 学院:材料成型及控制工程166班 学号:5901216163 台号:22 时间:2017-10-16 实验教室:309 【实验目的】 1、验证爱因斯坦光电效应方程,并测定普朗克常量h。 2、了解光电效应规律,加深对光的量子性的理解。 3、学会用作图法处理数据。 4、研究光电管的伏安特性及光电特性。 【实验仪器】 1.光电效应测定仪 2.光电管暗箱 3.汞灯灯箱以及汞灯电源箱。 【实验原理】 1、当光照射在物体上时,光的能量只有部分以热的形式被 物体所吸收,而另一部分则转换 为物体中某些电子的能量,使这 些电子逸出物体表面,这种现象 称为光电效应。在光电效应这一 现象中,光显示出它的粒子性, 所以深入观察光电效应现象,对 认识光的本性具有极其重要的意 义。普朗克常数h是1900年普朗克 为了解决黑体辐射能量分布时提 出的“能量子”假设中的一个普

适常数,是基本作用量子,也是粗略地判断一个物理体系是否需要用量子力学来描述的依据。 1905年爱因斯坦为了解释光电效应现象,提出了“光量子”假设,即频率为v 的光子其能量为h v ?。当电子吸收了光子能量h v ?之后,一部分消耗与电子的逸出功W ,另一部分转换为电子的动能212 m v ?,即爱因斯坦光电效应方程 212m hv mv W =+(1) 2、光电效应的实验示意图如图1所示,图中GD 是光电管, K 是光电管阴极,A 为光电管阳 极,G 为微电流计,V 为电压表, E 为电源,R 为滑线变阻器,调 节R 可以得到实验所需要的加 速电位差AK U 。不同的电压AK U ,回路中有不同的电流I 与之对 应,则可以描绘出如图2所示的 AK U -I 伏安特性曲线。 (1)饱和电流的强度与光强成 正比 加速电压AK U 越大,电流I 越大,当AK U 增加到一定值后,电流达到最大值H I ,H I 称为饱和电流,而且H I 的大小只与光强成正比。 (2)遏制电压的大小与照射光的频率成正比 如图3所示,电源E 反向连接,即当加速电压AK U 变为负值时,电流I 会迅速较少,当加速电压AK U 负到一定值Ua 时,电流0I =,这个电压Ua 叫做遏制电压,4所示。 212 a mv e U =?(2)

大物实验报告 光电效应

试验名称:光电效应法测普朗克常量h 实验目的:是了解光电效应的基本规律。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。 实验原理 光电效应实验原理如图8.2.1-1所示。其中S 为真空光电管,K 为阴极,A 为阳极。当无光照射阴极时,由于阳极与阴极是断路,所以检流计G 中无电流流过,当用一波长比较短的单色光照射到阴极K 上时,形成光电流,光电流随加速电位差U 变化的伏安特性曲线如图8.2.1-2所示。 1. 光电流与入射光强度的关系 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,光电流达到饱和值和值I H ,饱和电流与光强成正比,而与入射光的频率无关。当U= U A -U K 变成负值时,光电流迅速减小。实验指出,有一个遏止电位差U a 存在,当电位差达到这个值时,光电流为零。 2. 光电子的初动能与入射频率之间的关系 当U=U a 时,光电子不再能达到A 极,光电流为零。所以电子的初动能等于它克服电场力作用的功。即 a eU mv =2 2 1 (1) 根据爱因斯坦关于光的本性的假设,每一光子的能量为hv =ε,其中h 为普朗克常量,ν为光波的频率。所以不同频率的光波对应光子的能量不同。光电子吸收了光子的能量h ν之后,一部分消耗于克服电子的逸出功A ,另一部分转换为电子动能。由能量守恒定律可知 A mv hv += 22 1 (2) 式(2)称为爱因斯坦光电效应方程。

3. 光电效应有光电存在 实验指出,当光的频率0v v <时,不论用多强的光照射到物质都不会产生光电效应,根据式(2), h A v = 0,ν0称为红限。 爱因斯坦光电效应方程同时提供了测普朗克常量的一种方法:由式(1)和(2)可得: A U e hv +=0,当用不同频率(ν1,ν2,ν3,…,νn )的单色光分别做光源时,就有 A U e hv +=11 A U e hv +=22 ………… A U e hv n n += 任意联立其中两个方程就可得到 j i j i v v U U e h --= )( (3) 由此若测定了两个不同频率的单色光所对应的遏止电位差即可算出普朗克常量h ,也可由ν-U 直线的斜率求出h 。 因此,用光电效应方法测量普朗克常量的关键在于获得单色光、测得光电管的伏安特性曲线和确定遏止电位差值。 实验内容 通过实验了解光电效应的基本规律,并用光电效应法测量普朗克常量。 1. 在577.0nm 、546.1nm 、435.8nm 、404.7nm 四种单色光下分别测出光电管的伏安特性曲线,并根据此曲线确定遏止电位差值,计算普朗克常量h 。 本实验所用仪器有:光电管、单色仪(或滤波片)、水银灯、检流计(或微电流计)、直流电源、直流电压计等. j i j i v v U U e h --= )(,求斜率,得到普朗克常量h. 入射光波长λ/nm 365nm

大学物理实验报告表doc

大学物理实验报告表 图片已关闭显示,点此查看 **学院物理系大学物理 学生实验报告 实验项目:实验地点:班级:姓名:座号: 实验时间:月 物理系编制 一、实验目的: 二、实验仪器设备: 三、实验原理: 四、实验步骤: 教师签名: 五、实验数据记录 六、实验数据处理 七、实验结论与分析及思考题解答 1、对实验进行总结,写出结论: 2、思考题解答: 北京师范大学珠海分校 大学物理实验报告 实验名称:杨氏弹性模量的测定 院专业学号

姓名 同组实验者 XX 年月日 实验名称 一、实验目的。。。。。。。。。 二、实验原理。。。。。。。。。。 三、实验内容与步骤。。。。。。。。。 四、数据处理与结果。。。。。。。。。 五、附件:原始数据 ****说明: 第五部分请另起一页,将实验时的原始记录装订上,原始记录上须有教师的签名。 图片已关闭显示,点此查看 大学物理演示实验报告 院系名称:勘察与测绘学院 专业班级: 姓名: 学号: 图片已关闭显示,点此查看 图片已关闭显示,点此查看 辉光盘 【实验目的】:

观察平板晶体中的高压辉光放电现象。 【实验仪器】:大型闪电盘演示仪 【实验原理闪电盘是在两层玻璃盘中密封了 涂有荧光材料的玻璃珠,玻璃珠充有稀薄的 惰性气体。控制器中有一块振荡 电路板,通过电源变换器,将12V低压直流 电转变为高压高频电压加在电极上。 通电后,振荡电路产生高频电压电场, 由于稀薄气体受到高频电场的电离作用二产 生紫外辐射,玻璃珠上的荧光材料受到紫外 辐射激发出可见光,其颜色由玻璃珠上涂敷 的荧光材料决定。由于电极上电压很高,故 所发生的光是一些辐射状的辉光,绚丽多彩,光芒四射,在黑暗中非常好看。 【实验步骤】: 1. 将闪电盘后控制器上的电位器调节到最小; 2. 插上220V电源,打开开关; 3. 调高电位器,观察闪电盘上图像变化,当电压超过一定域值后,盘上出现闪光; 4. 用手触摸玻璃表面,观察闪光随手指移动变化; 5. 缓慢调低电位器到闪光恰好消失,对闪电盘拍手或说话,观察辉光岁声音的变化。

光电效应物理实验报告

光电效应 实验目的: (1)了解光电效应的规律,加深对光的量子性的理解 (2)测量普朗克常量h。 实验仪器: ZKY-GD-4 光电效应实验仪 1 微电流放大器 2 光电管工作电源 3 光电管 4 滤色片 5 汞灯 实验原理: 原理图如右图所示:入射光照射到光电管阴极K上,产生 的光电子在电场的作用下向阳极A迁移形成光电流。改变外加 电压V AK,测量出光电流I的大小,即可得出光电管得伏安特性曲线。 1)对于某一频率,光电效应I-V AK关系如图所示。从图中 可见,对于一定频率,有一电压V0,当V AK≤V0时,电流为0, 这个电压V0叫做截止电压。 2)当V AK≥V0后,电流I迅速增大,然后趋于饱和,饱和光电流IM的大小与入射光的强度成正比。 3)对于不同频率的光来说,其截止频率的数值不同,如右图:

4) 对于截止频率V0与频率的关系图如下所示。V0与成正比关系。当入射光的频率低于某极限值时,不论发光强度如何大、照射时间如何长,都没有光电流产生。 5)光电流效应是瞬时效应。即使光电流的发光强度非常微弱,只要频率大于,在开始照射后立即就要光电子产生,所经过的时间之多为10-9s的数量级。 实验内容及测量: 1 将4mm的光阑及365nm的滤光片祖昂在光电管暗箱光输入口上,打开汞灯遮光盖。从低到高调节电压(绝对值减小),观察电流值的变化,寻找电流为零时对应的V AK值,以其绝对值作为该波长对应的值,测量数据如下: 波长/nm365577 频率 / 截止电压/V 频率和截止电压的变化关系如图所示:

由图可知:直线的方程是:y= 所以: h/e=× , 当y=0,即时,,即该金属的 截止频率为。也就是说,如果入射光如果频率低于上值时,不管光强多大 也不能产生光电流;频率高于上值,就可以产生光电流。 根据线性回归理论: 可得:k=,与EXCEL给出的直线斜率相同。 我们知道普朗克常量, 所以,相对误差: 2 测量光电管的伏安特性曲线 1)用的滤色片和4mm的光阑 实验数据如下表所示: 4mm光阑 I-V AK的关系 V AK I V AK I V AK I V AK I V AK I V AK I

光电效应实验报告

佛山科学技术学院 实 验 报 告 课程名称 实验项目 专业班级 姓名 学 号 指导教师 成绩 日 期 年 月 日 一、实验目的 1.了解光电效应的规律,加深对光的量子性的理解; 2.测量光电管的伏安特性曲线; 3.学习验证爱因斯坦光电效应方程的实验方法,测量普朗克常数。 二、实验仪器 光电效应(普朗克常数)实验仪(详见本实验附录A ),数据记录仪。 三、实验原理 1.光电效应及其基本实验规律 当一定频率的光照射到某些金属表面时,会有电子从金属表面即刻逸出,这种现象称为光电效应。从金属表面逸出的电子叫光电子,由光子形成的电流叫光电流,使电子逸出某种金属表面所需的功称为该金属的逸出功。 研究光电效应的实验装置示意图如图1所示。GD 为光电管,它是一个抽成真空的玻璃管,管内有两个金属电极,K 为光电管阴极,A 为光电管阳极;G 为微电流计;V 为电压表;R 为滑线变阻器。单色光通过石英窗口照射到阴极上时,有光电子从阴极K 逸出,阴极释放出的光电子在电场的加速作用下向阳极A 迁移形成光电流,由微电流计G 可以检测光电流的大小。调节R 可使A 、K 之间获得连续变化的电压AK U ,改变AK U ,测量出光电流I 的大小,即可测出光电管的伏安特性曲线,如图2(a)、(b)所示。

图2 光电效应的基本实验规律 光电效应的基本实验规律如下: (1)对应于某一频率,光电效应的AK -I U 关系如图2(a)所示。从图中可见,对一定的频率,有一电压0U ,当AK 0U U ≤时,光电流为零,这个相对于阴极的负值的阳极电压0U ,称为截止电压。 (2)当AK 0U U ≥后,I 迅速增加,然后趋于饱和,饱和光电流M I 的大小与入射光的强度P 成正比,如图2(b)所示。 (3)对于不同频率的光,其截止电压的值不同,如图2(a)所示。 (4)截止电压0U 与频率v 的关系如图2(c)所示。0U 与ν成正比。当入射光频率低于某极限值0v (随不同金属而异)时,无论光的强度如何,照射时间多长,都没有光电流产生。 (5)光电效应是瞬时效应。即使入射光的强度非常微弱,只要频率大于0v ,在开始照射后立即有光电子产生,所经过的时间至多为910-秒的数量级。 2.爱因斯坦光电效应方程 上述光电效应的实验规律无法用电磁波的经典理论解释。为了解释光电效应现象,爱因斯坦根据普朗克的量子假设,提出了光子假说。他认为对于频率为ν的光波,每个光子的能量为E h ν=,h 为普朗克常数。当光子照射到金属表面上时,一次性为金属中的电子全部吸收,而无须积累能量的时间。电子把该能量的一部分用来克服金属表面对它的吸引力,另一部分就变为电子离开金属表面后的动能,按照能量守恒原理,爱因斯坦提出了著名的光电效应方程 201 2 h m W νυ=+ (1) 式中,W 为被光线照射的金属材料的逸出功,2 012m υ为从金属逸出的光电子的最大初动能。 由式(1)可知,入射到金属表面的光频率越高,逸出的电子动能越大,所以即使阳极电位比阴极电位低(即加反向电压)时,也会有电子落入阳极形成光电流,直至阳极电位低于截止电压,光电

实验三 数据表的创建与管理

实验三数据表的创建与管理 一、实验目的 (1)掌握表的创建方法。 (2)掌握修改表结构的方法。 (3)掌握添加、修改、删除表数据的方法。 二、实验内容 说明:在所有库文件名与表名取名时,请各位同学在所给定的文件名后加上下划线及学号后四位数字构成自己的实验数据库名与表名。如:XSGL1_20051101. 1、在数据库XSGL中创建表 (1)使用企业管理器创建表student Student表结构及其约束为: 表2-2 student表结构和约束 列名称类型宽度允许空值缺省值主键说明 Sno char 8 否是学号Sname varchar 8 否学生姓名Sex char 2 否男性别Birth smalldatetime 否出生年月Classno char 3 否班级号Entrance_date smalldatetime 否入学时间Home_addr varchar 40 是家庭地址操作步骤如下: (2)使用T-SQL语句创建表 1)创建表course表 Course表结构及其约束为: 表2-3 course表结构和约束 列名称类型宽度允许空值缺省值主键说明 cno Char 3 否是课程号Cname varchar 20 否课程名称Total_perior smallint 是总学时credit tinyint 是学分 其中学分须小于等于5. 创建course表T-SQL语句如下: (执行正确后请将以student.sql保存起来以备后用)。 插入相应的数据(至少2条)。 2)创建表SC表

SC表结构及其约束为: 表2-4 SC表结构和约束 列名称类型宽度允许空值缺省值主键外键说明 sno Char 8 否是学号 cno char 3 否是课程号grade tinyint 是否成绩 其中成绩为百分制。 创建SC表T-SQL语句如下: (执行正确后请将以SC.sql保存起来以备后用)。 2、管理表 (1)添加和删除列 练习1:给student表增加一列,字段名为stature(身高(以米单位)),类型为numeric,长度为(4,2),允许为空值,且身高值需小于3.0米。 1)使用企业管理器进行。 操作步骤如下: 插入该列后,在企业管理器中删除该列的操作步骤。 2)使用T-SQL语句进行。 添加stature字段的T-SQL语句。 删除stature字段的T-SQL语句。 练习2、在student表中添加两列,分别为: 所在系Sdept列,字符型,长度2,不允许为空值。 邮政篇码Postcode列,字符型,长度为6,可以为空,若不为空时,则要求其需满足其值只能出现数字,不能是其它字符。 使用T-SQL语句实现如下: (2)表的重命名及删除 1)使用企业管理器重命名及删除表。 重命名操作步骤: (如将student表重命名为student1表) 删除student1表的命令: 2)使用T-SQL语句实现 在查询分析器中,将已保存的student.sql打开,运行重建student表。 重命名student表为student1表的T-SQL语句。(提示:用存储过程) 删除student1表的T-SQL语句。

高中物理光电效应知识点汇总

一、光电效应和氢原子光谱 知识点一:光电效应现象 1.光电效应的实验规律 (1)任何一种金属都有一个极限频率,入射光的频率必须大于这个极限频率才能发生光电效应,低于这个极限频率则不能发生光电效应. (2)光电子的最大初动能与入射光的强度无关,其随入射光频率的增大而增大. (3)大于极限频率的光照射金属时,光电流强度(反映单位时间发射出的光电子数的多少)与入射光强度成正比. (4)金属受到光照,光电子的发射一般不超过10-9 _s. 2.光子说 爱因斯坦提出:空间传播的光不是连续的,而是一份一份的,每一份称为一个光子,光 子具有的能量与光的频率成正比,即:ε=hν,其中h =6.63×10-34 J·s. 3.光电效应方程 (1)表达式:hν=E k +W 0或E k =hν-W 0. (2)物理意义:金属中的电子吸收一个光子获得的能量是hν,这些能量的一部分用来 克服金属的逸出功W 0,剩下的表现为逸出后电子的最大初动能E k =12 mv 2 . 知识点二: α粒子散射实验与核式结构模型 1.卢瑟福的α粒子散射实验装置(如图13-2-1所示) 2.实验现象 绝大多数α粒子穿过金箔后,基本上仍沿原来的方向前进,但少数α粒子发生了大角度偏转,极少数α粒子甚至被撞了回来.如图13-2-2所示. α粒子散射实验的分析图 3.原子的核式结构模型 在原子中心有一个很小的核,原子全部的正电荷和几乎全部质量都集中在核里,带负电的电子在核外空间绕核旋转. 知识点三:氢原子光谱和玻尔理论 1.光谱 (1)光谱:用光栅或棱镜可以把光按波长展开,获得光的波长(频率)和强度分布的记录,即光谱. (2)光谱分类 有些光谱是一条条的亮线,这样的光谱叫做线状谱. 有的光谱是连在一起的光带,这样的光谱叫做连续谱. (3)氢原子光谱的实验规律. 巴耳末线系是氢原子光谱在可见光区的谱线,其波长公式1λ=R (122-1 n 2)(n =3,4,5,…), R 是里德伯常量,R =1.10×107 m -1,n 为量子数.

光电效应 物理实验报告

光电效应 实验目得: (1)了解光电效应得规律,加深对光得量子性得理解 (2)测量普朗克常量h。 实验仪器: ZKY-GD-4 光电效应实验仪 1 微电流放大器 2 光电管工作电源 3 光电管 4 滤色片 5 汞灯 实验原理: 原理图如右图所示:入射光照射到光电管阴极K上,产生 得光电子在电场得作用下向阳极A迁移形成光电流。改变外加 电压V AK,测量出光电流I得大小,即可得出光电管得伏安特 性曲线。 1)对于某一频率,光电效应I-V AK关系如图所示。从图 中可见,对于一定频率,有一电压V0,当V AK≤V0时,电流为 0,这个电压V0叫做截止电压。 2)当V AK≥V0后,电流I迅速增大,然后趋于饱与,饱与 光电流IM得大小与入射光得强度成正比。 3)对于不同频率得光来说,其截止频率得数值不同,如右图: 4) 对于截止频率V0与频率得关系图如下所示。V0与成正比关系。当入射光得频率 低于某极限值时,不论发光强度如何大、照射 时间如何长,都没有光电流产生。 5)光电流效应就是瞬时效应。即使 光电流 得发光强度非常微弱,只要频率大于,在开始照射后立即就要光电子产生,所经过得时间之多为10-9s得数量级。 实验内容及测量: 1 将4mm得光阑及365nm得滤光片祖昂在光电管暗箱光输入口上,打开汞灯遮光盖。从低到高调节电压(绝对值减小),观察电流值得变化,寻找电流为零时对应得V AK值,以其绝对值作为该波长对应得值,测量数据如下: 波长/nm 365 404、7 435、8 546、1 577 频率8、214 7、408 6、897 5、49 5、196

/ 截止电压/V 1、679 1、335 1、107 0、557 0、434 频率与截止电压得变化关系如图所示: 由图可知:直线得方程就是:y=0、4098x-1、6988 所以: h/e=0、4098×, 当y=0,即时,,即该金属得截 止频率为。也就就是说,如果入射光如果频率低于上值时,不管光强多大 也不能产生光电流;频率高于上值,就可以产生光电流。 根据线性回归理论: 可得:k=0、40975,与EXCEL给出得直线斜率相同。 我们知道普朗克常量, 所以,相对误差: 2 测量光电管得伏安特性曲线 1)用435、8nm得滤色片与4mm得光阑 实验数据如下表所示: 435、8nm 4mm光阑 I-V AK得关系 V AK I V AK I V AK I V AK I V AK I V AK I 0、040 1、9 0、858 4、2 2、300 9、3 6、600 19、5 12、000 27、3 22、000 35、8 0、089 2、1 0、935 4、4 2、500 10 6、800 19、9 12、500 27、7 22、700 36、2 0、151 2、3 1、096 4、9 2、700 10、6 7、200 20、5 13、000 28、3 24、100 37 0、211 2、4 1、208 5、3 2、900 11、1 7、800 21、5 14、200 29、4 25、700 37、9 0、340 2、7 1、325 5、6 3、200 12 8、700 23 15、000 30、1 26、800 38、3 0、395 2、9 1、468 6、1 3、800 13、9 9、100 23、6 16、100 31、1 27、500 38、7 0、470 3、1 1、637 6、7 4、200 14、8 9、800 24、6 16、600 31、6 29、500 39、5

光电效应实验规律的理解

光电效应实验规律的理解 1.有一束紫外线照射某金属时不能产生光电效应,可能使金属产生光电效应的措施是() A.改用频率更小的紫外线照射 B.改用X射线照射 C.改用强度更大的原紫外线照射 D.延长原紫外线的照射时间 答案B 2.(多选)已知某金属发生光电效应的截止频率为νc,则() A.当用频率为2νc的单色光照射该金属时,一定能产生光电子 B.当用频率为2νc的单色光照射该金属时,所产生的光电子的最大初动能为hνc C.当照射光的频率ν大于νc时,若ν增大,则逸出功增大 D.当照射光的频率ν大于νc时,若ν增大一倍,则光电子的最大初动能也增大一倍 答案AB 解析该金属的截止频率为νc,则可知逸出功W0=hνc,逸出功由金属自身性质决定,与照射光的频率无关,因此C错误;由光电效应的实验规律可知A正确;由光电效应方程E k=hν-W0,将W0=hνc代入可知B正确,D错误. 3.用光照射某种金属,有光电子从金属表面逸出,如果光的频率不变,而减弱光的强度,则() A.逸出的光电子数减少,光电子的最大初动能不变 B.逸出的光电子数减少,光电子的最大初动能减小 C.逸出的光电子数不变,光电子的最大初动能减小 D.光的强度减弱到某一数值,就没有光电子逸出了 答案A 解析光的频率不变,表示光子能量不变,仍会有光电子从该金属表面逸出,逸出的光电子的最大初动能也不变;而减弱光的强度,逸出的光电子数就会减少,选项A正确. 4.(多选)如图1所示,电路中所有元件完好,但光照射到光电管上,灵敏电流计中没有电流通过,其原因可能是() 图1 A.入射光太弱 B.入射光波长太长

C.光照时间短 D.电源正、负极接反 答案BD 解析入射光波长太长,入射光的频率低于截止频率时,不能发生光电效应,故选项B正确;电路中电源反接,对光电管加了反向电压,若该电压超过了遏止电压,也没有光电流产生,故选项D正确.

实验报告_光电效应实验

南昌大学物理实验报告 学生姓名: 学号: 专业班级:材料124班 实验时间:10时00分 第十一周 星期四 座位号:28 一、 实验名称: 光电效应 二、 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。 三、实验仪器: 光电效应测试仪、汞灯及电源、滤色片、光阑、光电管、测试仪 四、实验原理: 1、 光电效应与爱因斯坦方程 用合适频率的光照射在某些金属表面上时,会有电子从金属表面逸出,这种现象叫做光电效应,从金属表面逸出的电子叫光电子。为了解释光电效应现象,爱因斯坦提出了“光量子"的概念,认为对于频率为γ的光波,每个光子的能量为E h ν=,其中 h =6.626 s J ??-3410为普朗克常数。 按照爱因斯坦的理论,光电效应的实质是当光子和电子相碰撞时,光子把全部能量传递给电子,电子所获得的能量,一部分用来克服金属表面对它的约束,其余的能量则成为该光电子逸出金属表面后的动能。爱因斯坦提出了著名的光电方程: 21 2h m W νυ=+ (1) 式中, 为入射光的频率,m 为电子的质量, 为光电子逸出金属表面的初速度,W 为被 光线照射的金属材料的逸出功,1/2mv 2 为从金属逸出的光电子的最大初动能。 由(1)式可见,入射到金属表面的光频率越高,逸出的电子动能必然也越大,所以即使阴极不加电压也会有光电子落入阳极而形成光电流,甚至阳极电位比阴极电位低时也会有光电子落到阳极,直至阳极电位低于某一数值时,所有光电子都不能到达阳极,光电流才为零.这个相对于阴极为负值的阳极电位0U 被称为光电效应的截止电压。 显然,有 eu 0-1/2m v2 =0 (2) 代入上式即有 0h eU W ν=+ (3) 由上式可知,若光电子能量h + W,则不能产生光电子。产生光电效应的最低频率是 0 =W /h,通常称为光电效应的截止频率。不同材料有不同的逸出功,因而 也不同.由

光电效应实验报告

佛山科学技术学院 实验报告 课程名称实验项目 专业班级姓名学号 指导教师成绩日期年月日 一、实验目的 1.了解光电效应的规律,加深对光的量子性的理解; 2.测量光电管的伏安特性曲线; 3.学习验证爱因斯坦光电效应方程的实验方法,测量普朗克常数。 二、实验仪器 光电效应(普朗克常数)实验仪(详见本实验附录A),数据记录仪。 三、实验原理 1.光电效应及其基本实验规律 当一定频率的光照射到某些金属表面时,会有电子从金属表面 即刻逸出,这种现象称为光电效应。从金属表面逸出的电子叫 光电子,由光子形成的电流叫光电流,使电子逸出某种金属表 面所需的功称为该金属的逸出功。 研究光电效应的实验装置示意图如图1所示。GD为光电管,它 是一个抽成真空的玻璃管,管内有两个金属电极,K为光电管阴 极,A为光电管阳极;G为微电流计;V为电压表;R为滑线变 阻器。单色光通过石英窗口照射到阴极上时,有光电子从阴极K 逸出,阴极释放出的光电子在电场的加速作用下向阳极A迁移 形成光电流,由微电流计G可以检测光电流的大小。调节R可使A、K之间获得连续变化的电压AK U,改变 AK U,测量出光电流I的大小,即可测出光电管的伏安特性曲线,如图2(a)、(b)所示。 图2 光电效应的基本实验规律 光电效应的基本实验规律如下: (1)对应于某一频率,光电效应的 AK -I U关系如图2(a)所示。从图中可见,对一定的频率,有一 图1 光电效应实验示意图

实验原理(原理文字叙述和公式、原理图)四.实验步骤五、实验数据和数据处理六.实验结果七.分析讨论(实验结果的误差来源和减小误差的方法、实验现象的分析、问题的讨论等)八.思考题

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