光电管制作过程中阳极往往被污染,沾上少许阴极材料,入射光照射阳极或入射光从阴极反射到阳极 之后都会造成阳极光电子发射,UAK为负值时,阳极发射的电子向阴极迁移构成了阳极反向电流。 暗电流和本底电流是热激发产生的光电流与杂散光照射光电管产生的光电流,可以在光电管制作,或 测量过程中采取适当措施以减小它们的影响。 而极间接触电位差与入射光频率无关,只影响Uo的准确性,不影响Uo-ν直线斜率,对测定h无大 影响 由于本实验仪器的电流放大器灵敏度高,稳定性好;光电管阳极反向电流,暗电流水平也较低。在 测量各谱线的截止电压Uo时,可采用零电流法,即直接将各谱线照射下测得的电流为零时对应的电压UAK 的绝对值作为截止电压Uo。此法的前提是阳极反向电流、暗电流和本底电流都很小,用零电流法测得的截 止电压与真实值相差较小。且极间接触电位差使各谱线的截止电压都相差ΔU对Uo-ν曲线的斜率无大的影 响,因此对h的测量不会产生大的影响。 【实验内容及步骤】 测试前准备 将实验仪及汞灯电源接通(汞灯及光电管暗箱遮光盖盖上),预热20分钟。 调整光电管与汞灯距离为约40cm并保持不变 用专用连接线将光电管暗箱电压输入端与实验仪电压输出端(后面板上)连接起来(红一红,兰一兰)。 将“电流量程”选择开关置于所选档位,进行测试前调零。实验仪在开机或改变电流量程后,都会自动 进入调零状态。调零时应将光电管暗箱电流输岀端K与实验仪微电流输入端(后面板上)断开,旋转“调零” 旋钮使电流指示为0000。调节好后,用高频匹配电缆将电流输入连接起来,按“调零确认/系统清零”键, 系统进入测试状态。 若要动态显示采集曲线,需将实验仪的“信号输出”端口接至示波器的“Y”输入端,“同步输出”端 口接至示波器的“外触发”输入端。示波器“触发源”开关拨至“外”,“Y衰减”旋钮拨至约“IV格”, “扫描时间”旋钮拨至约“20μs格”。此时示波器将用轮流扫描的方式显示5个存储区中存储的曲线,横 轴代表电压UAK,纵轴代表电流I。 2.测普朗克常数h 测量截止电压时,“伏安特性测试/截止电压测试”状态键应为截止电压测试状态,“电流量程”开关 应处于1013A档 (1)手动测量 使“手动/自动”模式键处于手动模式。 将直径4mm的光阑及3650nm的滤色片装在光电管暗箱光输入口上,打开汞灯遮光盖。 此时电压表显示UA的值,单位为伏;电流表显示与UAx对应的电流值I,单位为所选择的“电流量 程”。用电压调节键→、←、↑、↓可调节UAκ的值,→、←键用于选择调节位数↑、↓键用于调节值的 大小。 从低到高调节电压(绝对值减小),观察电流值的变化,寻找电流刚好为零时对应的UAK,以其绝对值 作为该波长对应的Uo的值,并将数据记于表一中。为尽快找到Uo的值,调节时应从高位到低位,先确定 高位的值,再顺次往低位调节 依次换上404.7mm,435.8m,546.lnm,577.0nm的滤色片,重复以上测量步骤 (2)自动测量 按“手动/自动”模式键切换到自动模式。 此时电流表左边的指示灯闪烁,表示系统处于自动测量扫描范围设置状态,用电压调节键可设置扫描 起始和终止电压 对各条谱线,我们建议扫描范围大致设置为:365nm,-1.90~-1.50V:405nm,-1.60~-1.20V:436nm 1.35~-0.95V;546nm,-0.80~-0.40V:577nm,-065~-0.25V 实验仪设有5个数据存储区,每个存储区可存储500组数据,并有指示灯表示其状态。灯亮表示该存 储区已存有数据,灯不亮为空存储区,灯闪烁表示系统预选的或正在存储数据的存储区- 3 - 光电管制作过程中阳极往往被污染，沾上少许阴极材料，入射光照射阳极或入射光从阴极反射到阳极 之后都会造成阳极光电子发射，UAK 为负值时，阳极发射的电子向阴极迁移构成了阳极反向电流。 暗电流和本底电流是热激发产生的光电流与杂散光照射光电管产生的光电流，可以在光电管制作，或 测量过程中采取适当措施以减小它们的影响。 而极间接触电位差与入射光频率无关，只影响 U0 的准确性，不影响 U0—ν 直线斜率，对测定 h 无大 影响。 由于本实验仪器的电流放大器灵敏度高，稳定性好；光电管阳极反向电流，暗电流水平 也较低。在 测量各谱线的截止电压 U0 时，可采用零电流法，即直接将各谱线照射下测得的电流为零时对应的电压 UAK 的绝对值作为截止电压 U0。此法的前提是阳极反向电流、暗电流和本底电流都很小，用零电流法测得的截 止电压与真实值相差较小。且极间接触电位差使各谱线的截止电压都相差ΔU 对 U0-ν 曲线的斜率无大的影 响，因此对 h 的测量不会产生大的影响。 【 实验内容及步骤】 1．测试前准备： 将实验仪及汞灯电源接通(汞灯及光电管暗箱遮光盖盖上)，预热 20 分钟。 调整光电管与汞灯距离为约 40cm 并保持不变。 用专用连接线将光电管暗箱电压输入端与实验仪电压输出端(后面板上)连接起来(红—红，兰—兰)。 将“电流量程”选择开关置于所选档位，进行测试前调零。实验仪在开机或改变电流量程后，都会自动 进入调零状态。调零时应将光电管暗箱电流输出端 K 与实验仪微电流输入端 (后面板上)断开，旋转“调零” 旋钮使电流指示为 000.0。调节好后，用高频匹配电缆将电流输入连接起来，按“调零确认/系统清零”键， 系统进入测试状态。 若要动态显示采集曲线，需将实验仪的“信号输出”端口接至示波器的“Y”输入端，“同步输出”端 口接至示波器的“外触发”输入端。示波器“触发源”开关拨至“外”，“Y 衰减”旋钮拨至约“1V/格”， “扫描时间”旋钮拨至约“20μs/格”。此时示波器将用轮流扫描的方式显示 5 个存储区中存储的曲线，横 轴代表电压 UAK，纵轴代表电流 I。 2．测普朗克常数 h 测量截止电压时，“伏安特性测试／截止电压测试”状态键应为截止电压测试状态，“电流量程”开关 应处于 10-13A 档。 （1）手动测量 使“手动／自动”模式键处于手动模式。 将直径 4mm 的光阑及 365.0nm 的滤色片装在光电管暗箱光输入口上，打开汞灯遮光盖。 此时电压表显示 UAx 的值，单位为伏；电流表显示与 UAx 对应的电流值 I，单位为所选择的“电流量 程”。用电压调节键→、←、↑、↓可调节 UAK 的值，→、←键用于选择调节位数↑、↓键用于调节值的 大小。 从低到高调节电压(绝对值减小)，观察电流值的变化，寻找电流刚好为零时对应的 UAK，以其绝对值 作为该波长对应的 U0 的值，并将数据记于表一中。为尽快找到 U0 的值，调节时应从高位到低位，先确定 高位的值，再顺次往低位调节。 依次换上 404.7 nm，435.8 nm，546.1nm，577.0 nm 的滤色片，重复以上测量步骤。 （2） 自动测量 按“手动／自动”模式键切换到自动模式。 此时电流表左边的指示灯闪烁，表示系统处于自动测量扫描范围设置状态，用电压调节键可设置扫描 起始和终止电压。 对各条谱线，我们建议扫描范围大致设置为：365nm，-1.90～-1.50V；405nm，-1.60～-1.20V；436nm， 1.35～-0.95V；546nm，-0.80～-0.40V；577nm，-0.65～-0.25V。 实验仪设有 5 个数据存储区，每个存储区可存储 500 组数据，并有指示灯表示其状态。灯亮表示该存 储区已存有数据，灯不亮为空存储区，灯闪烁表示系统预选的或正在存储数据的存储区。