普朗克常量的测定实验报告

光电效应法测普朗克常量

PB05007204 李东永

实验目的： 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： 1．光电效应实验原理如右图所示。其中S为 真空光电管，K为阴极，A为阳极。 2．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IH，饱和电流与光强成正比，

而与入射光的频率无关。当U= UA-UK变成负值时，光电流迅速减小。实验指出，有一个遏止电位差Ua存在，当电位差达到这个值时，光电流为零。 3． 光电子的初动能与入射频率之间的关系 由爱因斯坦光电效应方程hv?1mv2?A 可见：光电子的初动能与入射光频2率ν呈线性关系，而与入射光的强度无关。 4． 光电效应有光电阈存在

实验指出，当光的频率v?v0时，不论用多强的光照射到物质都不会产生光电效应，根据爱因斯坦光电效应方程可知：v0?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： h?A，he(Ui?Uj)vi?vj

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实验仪器： 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，接线电路如右图所示。

实验内容： 1．

在365nm、405nm、436nm、546nm、577nm五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。

2．

作v?Ua的关系曲线，用一元线形回归法计算光电管阴极材料的红限频率、逸出功及h值，并与公认值比较。

3．

在波长为577nm的单色光，电压为20V的情况下，分别在透光率为25%、50%、75%时的电流，进而研究饱和光电流与照射光强度的关系

原始数据： 1．波长为365nm: 电压/V -3.00 -1.80 -1.45 -1.40 -1.20 -0.2 0.20 5.4 2.50 10.2 -0.1 0.40 6.3 3.00 10.5 0.0 0.60 6.8 5.00 12.0 0.2 0.80 7.5 -1.00 0.7 1.00 7.9 -0.80 1.3 1.20 8.2 -0.60 1.9 1.40 8.6 -0.40 -0.20 2.8 1.60 9.1 3.7 1.80 9.3 电流/?A -0.3 电压/V 0.00 电流/?A 4.5 电压/V 2.00 10.00 15.00 20.00 25.00 13.0 13.9 14.2 14.5 电流/?A 9.5 2. 波长为405nm: 电压/V -3.00 -1.40 -1.00 -0.80 -0.60 -0.40 -0.20 0.00 0.20 0.40 -0.1 0.0 1.00 5.6 0.2 1.20 5.9 0.7 1.40 6.2 1.4 2.2 3.0 3.8 4.4 电流/?A -0.2 电压/V 0.60 0.80 5.3 1.60 1.80 2.00 2.50 3.00 6.4 6.6 6.8 7.1 7.3 电流/?A 4.8 电压/V 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 - 2 -

电流/?A 8.1 8.7 9.0 9.2 9.3 3. 波长为436nm: 电压/V -3.00 -2.50 -1.00 -0.80 -0.60 -0.40 -0.20 0.00 0.20 0.40 -0.1 0.0 1.00 4.8 0.0 1.20 5.1 0.3 1.40 5.3 0.9 1.5 2.3 3.2 3.7 电流/?A -0.2 电压/V 0.60 0.80 4.5 1.60 1.80 2.00 2.50 3.00 5.5 5.7 5.9 6.1 6.4 电流/?A 4.1 电压/V 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 7.6 7.7 7.9 7.9 电流/?A 7.1 4. 波长为546nm: 电压/V 电流/?A 电压/V 电流/?A 电压/V 电流/?A -3.00 -0.1 0.80 2.8 5.00 4.3 -1.20 0.0 1.00 3.0 10.00 4.5 -0.60 0.0 1.20 3.2 15.00 4.6 -0.40 0.1 1.40 3.3 20.00 4.7 -0.20 0.6 1.60 3.4 25.00 4.7 0.00 1.3 1.80 3.5 0.20 1.9 2.00 3.6 0.40 2.3 2.50 3.8 0.60 2.6 3.00 4.0 5. 波长为577nm: 电压/V 电流/?A 电压/V 电流/?A 电压/V 电流/?A -3.00 0.0 0.80 1.2 15.00 1.5 -0.60 0.0 1.00 1.2 20.00 1.5 -0.40 0.1 1.50 1.3 25.00 1.6 -0.20 0.3 2.00 1.4 0.00 0.6 2.50 1.4 0.20 0.8 3.00 1.4 0.40 1.0 5.00 1.5 0.60 1.1 10.00 1.5 6. 波长为577nm,电压为20V:

透光率 25% 50% 75% 0.9 1.2 电流/?A 0.4 - 3 -

数据处理: 一 . 做出五个U-I曲线: 1．波长为365nm(频率为8.22?1014Hz)时：其中所找点为的横坐标为—1.425

161412108I / uA6420-2-50510152025U/ V 2．波长为405nm(频率为7.41?1014Hz)时：其中所找点的坐标为-0.995 1086I/uA420-50510152025U/ V3．波长为436nm(频率为6.88?1014Hz)时：其中所找点的坐标为-0.935 - 4 -