导图社区 光电效应及普朗克常量的测定
这是一篇关于光电效应及普朗克常量的测定的思维导图,主要内容有实验历史及背景意义、实验原理、实验内容、实验数据处理、实验思考等。
光电效应及普朗克常量的测定物理实验,包括:实验背景、实验仪器、实验原理、实验内容、数据处理、注意事项。
将测试仪及汞灯电源接通,预热20分钟。 2. 检查确保汞灯和光电管暗箱的遮光盖盖上,将汞灯暗箱光输出口对准光电管暗箱光输入口,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测试仪电压输出端(后面板上)连接起来(注意:端口连接颜色要一致,红接红,蓝接蓝)。
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光电效应及普朗克常量的测定
实验历史及背景意义
背景
1887年,赫兹在研究紫外线对火花放电的影响时发现了光电效应,经典电磁理论无法解释
1900年,普朗克提出量子假设
1905年爱因斯坦提出光量子概念,解释了光电效应
1916年密立根以精确的光电效应验证爱因斯坦提出的光电效应方程正确性,并测定普朗克常量
意义
使人们进一步认识到波粒二象性的本质,促进了光的量子理论的建立和近代物理学的发展
实验原理
光电效应及其规律
光电效应
当光束射到某些金属表面上时,会有电子从金属表面逸出,这种现象叫做光电效应。逸出的电子叫做光子
规律
只有入射光的频率大于某一定值时,才会有光电子产生;若低于这一频率,无论光强多大,时间多长,都不会有光电子产生
光电子的多少与光的强度有关,及饱和光电流与入射光的光强成正比
光电子的动能与入射光的频率成正比,与光强无关
光电效应是瞬时效应,一经光线照射,立刻产生光电子
光子理论爱因斯坦光电效应方程
光电管
利用光电效应制成的能将光信号转化为电信号的光电器件
光电管的伏安特性
光电管的光电特性
实验内容
实验准备
汞灯预热10-20分钟
遮光调距,30cm,保持不变
测试前调零,电流指示000.0
测量光电管的伏安特性(I-U)
电流表量程x10^(-10)A
电压范围-2~30v,每隔2v测量数据
测量光电管的光电特性IH-d^2
电流表量程x10^(-11)A
测量普朗克常量
波长范围365,405,436,546,577nm
电压范围-2~+2v
记录I=0的电压Ua
绘制|Ua|-v图线,求得h
实验数据处理
设计数据记录表格,记录数据
U-v关系
I-U关系
Im-P关系
根据实验表格数据,绘制曲线
U-v曲线
I-U曲线
计算的h与公认值比较,计算相对百分误差
实验思考
金属的截止频率是什么?如何解释他的存在?
光电管的实测伏安特性曲线和理论伏安特性曲线有什么不同?为什么?
外加电压下,光电管会产生暗电流
光电管在加工制作和使用过程,阳极常会被溅射上光阴极材料,当光照射光阴极时,不可避免有部分光漫反射到阳极上,致使阳极也发射光电子,而外加反向电场对阳极发射的光电子成为一个加速场,它们很快到达阳极形成反向电流
理论是一条直线,实测是一个稍有波动的曲线
计算可得h测=6.36x10^(-34)J.S
误差分析
系统误差
实验原理、实验设备和实验环境方面分析
随机误差
测量过程中随机因素对数据记录的影响的分析