物理实验中心 光电效应和普朗克常 数的测量
光电效应和普朗克常 数的测量
一实验原理 二爱因斯坦的解释 三实验仪器 四实验思考题 五.实验内容 六.注意事项 七数据处理
一 .实验原理 二.爱因斯坦的解释 三.实验仪器 四.实验思考题 五.实验内容 六.注意事项 七.数据处理
一实验原理 在光的照射下,电子从金属表面逸出的现象,叫光 电效应。 0 UAK 某一频率下,某一光强时 光电效应实验原理图 光电管的伏安特性曲线
一 .实验原理 在光的照射下,电子从金属表面逸出的现象,叫光 电效应。 V G K A - + R E - + 光电效应实验原理图 I m I −U0 o U AK 某一频率下,某一光强时 光电管的伏安特性曲线
1.实验规律 (1)仅当n>no(截止频率)时才发生光电效应, 截 止频率与材料有关,但与入射光强无关。 (2)截止电压U。与入射光频率具有线性关系。 Vo U,~v曲线
1. 实验规律 (2)截止电压U0 与入射光频率具有线性关系。 U0 0 (1)仅当n>n0(截止频率)时才发生光电效应, 截 止频率与材料有关,但与入射光强无关。 U0 ~ 曲线
(3)在同一频率下,饱和光电流强度1m正比于 入射光强P。 P>P P -U UAK 同一频率,不同入射光强时I~UAk曲线 (4)光电效应是瞬时效应。当光照射到金属表面时,几 乎立即就有光电子逸出
(3)在同一频率下,饱和光电流强度Im 正比于 入射光强P。 (4)光电效应是瞬时效应。当光照射到金属表面时,几 乎立即就有光电子逸出。 P1 P2 I m1 I m2 I −U0 o U AK P2 P1 同一频率,不同入射光强时I~UAK曲线
二.爱因斯坦对光电效应的解释(1905年): 光束由光子构成,频率为n的光束,光子能量为e=hn. 当光子照到金属表面时,其能量一次为金属中的电子全 部吸收,而不需积累能量的时间。 电子把这能量的一部分用来克服金属表面对它的吸引力 而作功,余下的就成为电子离开金属表面后的动能。 爱因斯坦的光电效应方程: 金属的逸出功 hv=mv+W 2
二. 爱因斯坦对光电效应的解释(1905年): 光束由光子构成,频率为n的光束,光子能量为e = hn. 当光子照到金属表面时,其能量一次为金属中的电子全 部吸收,而不需积累能量的时间。 电子把这能量的一部分用来克服金属表面对它的吸引力 而作功,余下的就成为电子离开金属表面后的动能。 爱因斯坦的光电效应方程: h = mv0 2 +W 2 1 金属的逸出功
(1)当hnono=W/h(截止频率)时才 发生光电效应。 (2) hv=号mv+W 2 h W eU,=2m(由实验得) Uo=ev- e e 即截止电压U。与入射光频率n成线性关系。 由实验可确定该直线的斜率,从而算出普朗克常数h
(1)当hn0n0 = W/h(截止频率)时才 发生光电效应。 (2) 即截止电压U0 与入射光频率n 成线性关系。 由实验可确定该直线的斜率,从而算出普朗克常数h。 e W e h U0 = − 2 0 0 2 1 eU = mv h = mv0 2 +W 2 1 (由实验得)
(3)当频率一定时,入射光强P越大,光子数目越多 则单位时间内产生光电子数目越多,饱和光电流强度就 越大。即在同一频率下,饱和光电流强度1正比 于入射光强P。 (4)当光子入射金属表面时,一个光子携带的能量hn一次 为一个电子全部吸收,若n>。,电子立即逸出而不需时间积 累。即光电效应具有瞬时性
(3)当频率一定时,入射光强 P 越大,光子数目越多, 则单位时间内产生光电子数目越多,饱和光电流强度就 越大。即在同一频率下,饱和光电流强度Im 正比 于入射光强P。 (4)当光子入射金属表面时,一个光子携带的能量 hn 一次 为一个电子全部吸收,若 n>n0 ,电子立即逸出而不需时间积 累。即光电效应具有瞬时性
三实验仪器 测试仪光电管和暗箱 汞灯电源高压汞灯 E0图559v 光阑 滤光片
三.实验仪器 测试仪 光电管和暗箱 汞灯电源 高压汞灯 光阑 滤光片
“电流量程”选择旋钮 “电压”选择按键 普朗克常数测试仪 10 0 ·10 0为 -008 =559v达 成都世中科仪国有用公可 “电流调零”旋 “电压调节”旋 钮 钮
“电流量程”选择旋钮 “电压”选择按键 “电流调零”旋 钮 “电压调节”旋 钮