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光电效应实验数据及处理

光电效应实验数据及处理
光电效应实验数据及处理

一、用零电流法测h 第一次测量

第二次测量

第三次测量

二、用补偿法测量h

比较零电流法和补偿法可知,补偿法确实可以减小误差,但是误差并没有完全消除主要是因为系统存在误差,受外界的影响比较大。

二、光电效应的伏安特性曲线

U(V)I(A)U(V)I(A)-2 -0.3 -2 -0.7

-1 0.5 -1 0.0

0 11.6 0 10.7

1 23.4 1 23.3

2 36.0 2 34.0

3 44.8 3 43.8

4 51.8 4 51.8

5 57.7 5 58.2

6 63.0 6 63.2

7 68.6 7 69.1

8 74.4 8 76.2

9 80.3 9 81.9

10 86.4 10 87.0

11 92.2 11 93.2

12 96.8 12 98.3

13 101.6 13 103.0

14 106.0 14 107.2

15 109.8 15 111.3

16 113.7 16 114.6

17 117.0 17 117.9

18 119.7 18 121.2

19 122.9 19 127.5

20 125.5 20 129.4

21 128.6 21 132.4

22 131.1 22 135.6

23 133.7 23 138.3

24 136.1 24 140.5

25 138.5 25 143.8

26 140.6 26 147.0

27 143.0 27 148.6

28 144.2 28 150.0

29 146.3 29 151.4

30 148.2 30 153.6

光电效应法测普朗克常量实验报告

实验题目:光电效应法测普朗克常量 实验目的:1.了解光电效应的基本规律; 2.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:当光照在物体上时,光的能量仅部分地以热的形式被物体吸收,而另一部分则转换为物体中某些电子的能量,使电子逸出物体表面,这种现象称为光电效应,逸出的电子称为光电子。在光电效应中,光显示出它的粒子性质,所以这种现象对认识光的本性,具有极其重要的意义。 光电效应实验原理如图8.2.1-1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 光电子从阴极逸出时,具有初动能,在减速电压下,光电子逆着电场力方向由K 极向A 极运动。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,光是一粒一粒运动着的粒子流,这些光粒子称为光子。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 += 2 2 1 (2) 式(2)称为爱因斯坦光电效应方程。 由此可见,光电子的初动能与入射光频率ν呈线性关系,而与入射光的强度无关。 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。 实验中,单色光可由水银灯光源经过单色仪选择谱线产生。 表8.2.1-1 可见光区汞灯强谱线

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。

最新光电效应练习题(含答案)

光电效应规律和光电效应方程 一、选择题 1.下列关于光电效应实验结论的说法正确的是() A.对于某种金属,无论光强多强,只要光的频率小于极限频率就不能产生光电效应 B.对于某种金属,无论光的频率多低,只要光照时间足够长就能产生光电效应 C.对于某种金属,超过极限频率的入射光强度越大,所产生的光电子的最大初动能就越大 D.对于某种金属,发生光电效应所产生的光电子,最大初动能与入射光的频率成正比 【解析】选A. 发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率,与入射光的强度、光照时间无关,所以光的频率小于极限频率就不能产生光电效应,故A正确,B错误.根据光电效应方程E k=hν-W0,可知入射光的频率大于极限频率时,频率越高,光电子的最大初动能越大,与入射光强度无关,故C错误.根据光电效应方程E k=hν-W0,可知光电子的最大初动能与入射光的频率是一次函数关系,故D错误. 2.在光电效应实验中,用频率为ν的光照射光电管阴极,发生了光电效应,下列说法正确的是() A.增大入射光的强度,光电流增大 B.减小入射光的强度,光电效应现象消失 C.改用频率小于ν的光照射,一定不发生光电效应 D.改用频率大于ν的光照射,光电子的最大初动能变大 【解析】选AD.增大入射光强度,单位时间内照射到单位面积的光电子数增加,则光电流将增大,故选项A正确;光电效应是否发生取决于照射光的频率,而与照射强度无关,故选项B错误;用频率为ν的光照射光电管阴极,发生光电效应,用频率较小的光照射时,若光的频率仍大于极限频率,则仍会发生光电效应,选项C错误;根据hν-W0= 2 1 mv2可知,增加照射光频率,光电子的最大初动能也增大,故选项D正确. 3.在演示光电效应的实验中,原来不带电的一块锌板与灵敏验电器相连,用弧光灯照射锌板时,验电器的指针就张开了一个角度,如图所示,这时() A.锌板带正电,指针带负电B.锌板带正电,指针带正电C.锌板带负电,指针带正电D.锌板带负电,指针带负电 精品文档

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)

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

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

光电效应与光的波粒二象性.pdf

光电效应与光的波粒二象性 说明:本试卷分为第Ⅰ、Ⅱ卷两部分,请将第Ⅰ卷选择题的答案填入题后括号内,第Ⅱ 卷可在各题后直接作答.共100分,考试时间90分钟. 第Ⅰ卷(选择题共40分) 一、本题共10小题,每小题4分,共40分.在每小题给出的四个选项中,有的小题只有 一个选项正确,有的小题有多个选项正确.全部选对的得4分,选不全的得2分,有选错或不 答的得0分. 1.下列关于光电效应的说法正确的是 ( ) A.若某材料的逸出功是W ,则它的极限频率h W v =0 B.光电子的初速度和照射光的频率成正比 C.光电子的最大初动能和照射光的频率成正比 D.光电子的最大初动能随照射光频率的增大而增大 解析:由光电效应方程k E =hv -W 知,B 、C 错误,D 正确.若k E =0,得极限频率0v =h W ,故A 正确. 答案AD 2.在下列各组所说的两个现象中,都表现出光具有粒子性的是 ( ) A.光的折射现象、偏振现象 B.光的反射现象、干涉现象 C.光的衍射现象、色散现象 D.光电效应现象、康普顿效应 解析:本题考查光的性质. 干涉、衍射、偏振都是光的波动性的表现,只有光电效应现象和康普顿效应都是光的粒 子性的表现,D 正确. 答案D 3.关于光的波粒二象性的理解正确的是 ( ) A.大量光子的效果往往表现出波动性,个别光子的行为往往表现出粒子性 B.光在传播时是波,而与物质相互作用时就转变成粒子 C.高频光是粒子,低频光是波 D.波粒二象性是光的根本属性,有时它的波动性显著,有时它的粒子性显著 解析:根据光的波粒二象性知,A 、D 正确,B 、C 错误. 答案AD 4.当具有 5.0 eV 能量的光子照射到某金属表面后,从金属表面逸出的电子具有最大的初 动能是1.5 eV.为了使这种金属产生光电效应,入射光的最低能量为 ( ) A.1.5 eV B.3.5 eV C.5.0 eV D.6.5 eV 解析:本题考查光电效应方程及逸出功. 由W hv E k ?= 得W =hv -k E =5.0 eV-1.5 eV=3.5 eV 则入射光的最低能量为h min v =W =3.5 eV

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。

光电效应

17.2光的粒子性(第一课时) ——光电效应 【三维目标】 (一)知识与技能 1.通过实验了解光电效应的实验规律。 2.知道爱因斯坦光电效应方程以及意义。 3.会用光电效应规律解决简单的问题。 (二)过程与方法 经历科学探究过程,认识科学探究的意义,尝试应用科学探究的方法研究物理问题,验证物理规律,达到学以致用。 (三)情感、态度与价值观 回顾先辈探索物理知识的必由之路,领略自然界的奇妙与和谐,发展对科学的好奇心与求知欲,乐于探究自然界的奥秘,能体验探索自然规律的艰辛与喜悦。 【教学重点】光电效应的实验规律 【教学难点】爱因斯坦光电效应方程以及意义 【第一课时】 【教学过程】 第一课时光电效应 (一)引入新课 提问:1.抬头看教室内工作的日光灯,你为什么能看到日光灯 2.光到底是什么 回顾前面的学习,总结人类对光的本性的认识的发展过程(多媒体投影,见课件。)教师讲述: 光的干涉、衍射现象说明光是电磁波,光的偏振现象进一步说明光还是横波。19世纪60年代,麦克斯韦又从理论上确定了光的电磁波本质。然而,出人意料的是,正当人们以为光的波动理论似乎非常完美的时候,又发现了用波动说无 法解释的新现象——光电效应现象。对这一现象及其他相关 问题的研究,使得人们对光的又一本质性认识得到了发展。 (二)进行新课 一.光电效应 教师:实验演示。(课件辅助讲述) 用弧光灯照射擦得很亮的锌板,(注意用导线与不带电的验电器相连),使验电器张角增大到约为30度时,再用与丝绸磨擦过的玻璃棒去靠近锌板,则验电器的指针张角会变大。

学生:认真观察实验。 教师提问:上述实验说明了什么 学生:表明锌板在射线照射下带电。 教师:用丝绸摩擦过的玻璃棒靠近锌板,金属箔片张角变大,说明了什么 学生:锌板带正电。 概念:1.光电效应:在光(包括不可见光)的照射下,从物体发射电子的现象叫做光电效应。 2.光电子:发射出来的电子叫做光电子。 3.光电流:光电效应现象中形成的电流叫光电流。 课堂练习: 1.在演示光电效应的实验中,原来不带电的一块锌板与灵敏验电器相连,用弧光灯照射锌板时,验电器的指针就张开一个角度,如图所示,这时( ) A.锌板带正电,指针带负电 B.锌板带正电,指针带正电 C.锌板带负电,指针带正电 D.锌板带负电,指针带负电 二.光电效应的实验规律 (1)光电效应实验 如图所示,光线经石英窗照在阴极上,便有电子逸 出----光电子。 光电子在电场作用下形成光电流。 (2)光电效应实验规律 1、存在饱和电流 (1)当A接正极,K接负极时,控制入射光的强度一定,使U AK从0开始增大,观察到电流表的示数一开始增大,到某一数值后就不再增大。这个最大电流就叫做饱和电流。 (2)对存在饱和电流的解释: K板逸出的电子向各个方向运动,如果不加电压,很多电子无法到达A板,无法形成较大电流。加上电压后,越来越多的电子到达A板,电流越来越大。但是,如果所有电子都达到了A板,继续增大电压,就无法再增大电流。

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。

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

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

光电效应与光的波粒二象性

高中精品试题 高中精品试题 光电效应与光的波粒二象性 说明:本试卷分为第Ⅰ、Ⅱ卷两部分,请将第Ⅰ卷选择题的答案填入题后括号内,第Ⅱ 卷可在各题后直接作答.共100分,考试时间90分钟. 第Ⅰ卷(选择题共40分) 一、本题共10小题,每小题4分,共40分.在每小题给出的四个选项中,有的小题只有 一个选项正确,有的小题有多个选项正确.全部选对的得4分,选不全的得2分,有选错或不 答的得0分. 1.下列关于光电效应的说法正确的是 ( ) A.若某材料的逸出功是W ,则它的极限频率h W v 0 B.光电子的初速度和照射光的频率成正比 C.光电子的最大初动能和照射光的频率成正比 D.光电子的最大初动能随照射光频率的增大而增大 解析:由光电效应方程k E =hv -W 知,B 、C 错误,D 正确.若k E =0,得极限频率0v =h W ,故A 正确. 答案AD 2.在下列各组所说的两个现象中,都表现出光具有粒子性的是 ( ) A.光的折射现象、偏振现象 B.光的反射现象、干涉现象 C.光的衍射现象、色散现象 D.光电效应现象、康普顿效应 解析:本题考查光的性质. 干涉、衍射、偏振都是光的波动性的表现,只有光电效应现象和康普顿效应都是光的粒 子性的表现,D 正确. 答案D 3.关于光的波粒二象性的理解正确的是 ( ) A.大量光子的效果往往表现出波动性,个别光子的行为往往表现出粒子性 B.光在传播时是波,而与物质相互作用时就转变成粒子 C.高频光是粒子,低频光是波 D.波粒二象性是光的根本属性,有时它的波动性显著,有时它的粒子性显著 解析:根据光的波粒二象性知,A 、D 正确,B 、C 错误. 答案AD 4.当具有 5.0 eV 能量的光子照射到某金属表面后,从金属表面逸出的电子具有最大的初 动能是1.5 eV.为了使这种金属产生光电效应,入射光的最低能量为 ( ) A.1.5 eV B.3.5 eV

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

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

光电效应专题练习

1.(单选)下列说法正确的是( c ) A.只要有光照射金属表面,就会有电子从金属表面逸出 B.光电效应现象可以完全用经典电磁理论进行解释 C.对光电效应现象的研究使人类认识到光具有粒子性 D.在光电效应现象中,光越强,光电子的最大初动能越大 2.(单选)用一束绿光照射光电管金属时不能产生光电效应,则下述措施可能使该金属产生光电效应的是( c ) 3.(多选)关于光电效应,下列说法正确的是bd A.发生光电效应时间越长,光电子的最大初动能就越大 B.入射光的频率低于极限频率就不能发生光电效应 C.光电子的最大初动能与入射光频率成正比 D.光电子的最大初动能与入射光的强度无关 4.(多选)一含有光电管的电路如图甲所示,乙图是用a、b、c光照射光电管得到的I﹣U图线,Uc1、Uc2表示截止电压,下列说法正确的是(ac ) A.甲图中光电管得到的电压为正向电压

B.a、b光的波长相等 C.a、c光的波长相等 D.a、c光的光强相等 5.(多选)如图是某金属在光的照射下光电子最大初动能Ek与入射 光频率υ的关系图象,由图像可知( abc ) A.该金属的逸出功等于E B.该金属的逸出功等于hυ0 C.入射光的频率为2υ0时,产生的光电子的最大初动能为E D.入射光的频率为υ0/2时,产生的光电子的最大初动能为E/2 6.(多选)如图所示,电路中所有元件完好,当光照射到光电管上时,灵敏电流计中没有电流通过,可能的原因是▲ bd A.入射光强度较弱 B.入射光波长太长 C.光照射时间太短 D.电源正负极接反 7.(多选)在光电效应实验中,某同学用同一 种材料在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线(甲光、乙光、丙光),如图所示。则可判断出: b A.甲光的频率大于乙光的频率 B.乙光的波长大于丙光的波长 C.甲、乙波长相等

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