【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．测量普朗克常数 h。

【实验原理】

  光电效应的实验原理如图 1 所示。当入射光照射到光电

管阴极K上时，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UAK，测量光电流I的大小，即可

得出光电管的伏安特性曲线。

1．光电效应的基本特点：

 （1）对应于某一频率光的光电效应，I—UAK关系如图 2 所

            图 l 实验原理图

示。可见，对一定的频率，存在一电压U0，当UAK≤U0时，

电流为零，U0被称为截止电压，它与阴极材料的构成有关。

（2）当UAK≥U0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）作截止电压U0与频率ν的关系图如图 4 所示。 0与ν成正比关系。U但当入射光频率低于某极限值ν0 (ν0不同金属有不同的值)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ν0，一旦光照射靶上立即就有光电子产生。从光照射到光电子产生的间隔至多为 10-9秒的数量级。

2．光电效应的基本解释

    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 ν 的光子具有能量 E=hν，h 为普朗克常数。当光子照射到金属表面上时，一次为金属中的某个电子全部吸收，而无需积累能量的时间。电子把吸收光子的能量的一部分用来克服金属表面对它的吸引力，余下的就变为该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：

…… …… 余下全文

普朗克常数实验

背景介绍：

当光照在物体上时，光的能量仅部分以热的形式被物体吸收，而另一部分则转化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入射光的本质，具有极为重要的意义。

1905年爱因斯坦发展了辐射能量E以hν（ν是光的频率）为不连续的最小单位的量子化思想，成功地解释了光电效应实验中遇到的问题。1916年密立根用光电效应测量了普朗克常数h，确定了光量子能量方程。今天，光电效应已经广泛地运用于现代科学技术的各个领域。光电器件已成为光电自动控制、电报以及微弱光信号检测等技术中不可缺少的组成部分。

【实验目的】

1.  了解光的量子性，光电效应的规律，加深对光的量子性的理解。

2.  验证爱因斯坦方程，并测定普朗克常数h。

3.  学习作图法处理数据。

【实验原理】

光电效应实验原理如图一所示。其中S为真空光电管，K为阴极，A为阳极。当没有光线照射阴极时，由于阳极与阴极是断路，所以检流计G中没有电流流过，指针没有偏转；当用一波长较短的单色光照射阴极K时，两极间形成光电流，检流计指针发生偏转。光电流随加速电位差U变化的伏安特性曲线如图二所示。

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。

2.光电子的初动能与入射光频率之间的关系

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=Ua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所作的功，即

…… …… 余下全文

光电效应测普朗克常数实验报告

系     别：电气学院             实 验 日 期      20##年11月19日

专业班级：电气15班             姓 名：王菁     学号：2110401127

一.  实验简介

当光照在物体上时，光的能量仅部分的以热的形式为物体吸收，而另一部分则转换为物体中某些电子的能量，使电子溢出物体表面，这种效应称为光电效应，溢出的电子称为光电子。

根据爱因斯坦理论，每个光子的能量为 其中h为普朗克常数，是近代量子物理中的重要常数。而本实验就是利用光电效应法来测得普朗克常数。

二.实验内容

1．了解光电效应的基本规律。

2．熟悉普朗克常数测定仪的操作比并用光电效应方法测量普朗克常数。

三.实验原理

光电效应实验———实验原理

根据爱因斯坦理论，光能是以光电子的形式一份一份地向外传递，每个光子的能量为 ，式中 焦耳·秒，称为普朗克常数，是近代量子理论的重要常数，v是光的频率。在光电效应中，光子的能量一次全部传给金属中的电子。这电子所获得的能量一部分用来使它从金属中逸出所必须的共A，另一部分能量变转化为光电子的最大初动能。于是有

 

式中m是电子质量，V是电子最大初速度，这就是著名的爱因斯坦光电效应方程式。由这个方程式可知光电效应的规律为：

1. 当hv ≥ A，v ≥ A/h = v₀时，才能使光电子逸出金属表面。v₀称为截止频率，取决于金属材料。

…… …… 余下全文

…… …… 余下全文

物理实验报告

实验科目：近代物理实验

实验名称：普朗克常数实验

院系：数理信息学院

班级：

学号：

姓名：

时间：20xx年11月16日

地点：综合楼B0910

普朗克常数实验

一、背景介绍：

当光照在物体上时，光的能量仅部分以热的形式被物体吸收，而另一部分则转化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入射光的本质，具有极为重要的意义。

19xx年爱因斯坦发展了辐射能量E以hν（ν是光的频率）为不连续的最小单位的量子化思想，成功地解释了光电效应实验中遇到的问题。19xx年密立根用光电效应测量了普朗克常数h，确定了光量子能量方程。今天，光电效应已经广泛地运用于现代科学技术的各个领域。光电器件已成为光电自动控制、电报以及微弱光信号检测等技术中不可缺少的组成部分。

二、实验目的：

1.了解光的量子性，光电效应的规律，加深对光的量子性的理解。

2.验证爱因斯坦方程，并测定普朗克常数h。

3.学习作图法处理数据。

三、实验原理：

光电效应实验原理如图一所示。其中S为真空光电管，K为阴极，A为阳极。当没有光线照射阴极时，由于阳极与阴极是断路，所以检流计G中没有电流流过，指针没有偏转；当用一波长较短的单色光照射阴极K时，两极间形成光电流，检流计指针发生偏转。光电流随加速电位差U变化的伏安特性曲线如图二所示。

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

第 1 页

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。

2.光电子的初动能与入射光频率之间的关系

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=Ua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所作的功，即

…… …… 余下全文

光电效应测普朗克常数实验报告

【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。

【仪器用具】                           

高压汞灯及电源、滤色片（五个）、光阑（两个）、光电管、微电流放大器、光电管

【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，认为对于频率为的光波，每个光子的能量为

式中， 为普朗克常数，它的公认值是 =6.626 。

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：

                   （1）

式中，为入射光的频率，为电子的质量，为光电子逸出金属表面的初速度，为被光线照射的金属材料的逸出功，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被称为光电效应的截止电压。

…… …… 余下全文

普朗克常量的测定

                            【摘要】

本文介绍了大学物理实验中常用的光电效应测普朗克常量实验的基本原理及实验操作过程，验证了爱因斯坦光电效应方程并精确测量了普朗克常量，通过对实验得出的数据仔细分析比较，探讨了误差现象及其产生的原因，根据实验过程中得到的体会和思索，提出了一些改进实验仪器和条件的设想。

                       【关键字】

          爱因斯坦光电方程；光电流；普朗克常量

【引言】

   在文艺复兴和工业革命后，物理学得到了迅猛的发展，在实际应用中也发挥了巨大的作用。此刻人们感觉物理学的大厦已经建成，剩下只是一些补充。直到19世纪末，物理学领域出现了四大危机：光电效应、固体比热、黑体辐射、原子光谱，其实验现象用经典物理学的理论难以解释，尤其对光电效应现象的解释与理论大相径庭。

   光电效应最初是赫兹在1886年12月进行电磁波实验研究中偶然发现的，虽然是偶然发现，但他立即意识到它的重要性，因此在以后的几个月中他暂时放下了手头的研究，对这一现象进行了专门的研究。虽然赫兹没能给出光电效应以合理的解释，但赫兹的论文发表后，光电效应成了19世纪末物理学中一个非常活跃的研究课题。勒纳是赫兹的学生和助手，很早就对光电效应产生了兴趣。1920年他发表论文介绍了他的研究成果，勒纳得出，发射的电子数正比于入射光所带的能量，电子的速度和动能与发射的电子数目完全无关，而只与波长有关，波长减少动能增加，每种金属对应一特定频率，当入射光小于这一频率时，不发生光电效应。虽然勒纳对光电效应的规律认识很清楚，但其解释却是错误的。

…… …… 余下全文