光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 了解光電效應(yīng)的原理和現(xiàn)象以及遏止電壓的測(cè)定方法，觀察遏止電壓與光頻率的關(guān)系。2. 了解普朗克常量的測(cè)定方法。3. 了解電流與光強(qiáng)的關(guān)系以及飽和電流的測(cè)定方法。實(shí)驗(yàn)器材汞燈、光電管、光電效應(yīng)測(cè)試儀實(shí)驗(yàn)原理當(dāng)單色光照射在陰極板上，光將表現(xiàn)出粒子性，其光子能量部分w被極板吸收，剩下的部分能量全部轉(zhuǎn)化為電子的動(dòng)能從極板射出。形成的電流可以使斷開的電路被接通。實(shí)驗(yàn)原理示意圖如下。滿足方程如下：12mv2=hY-W0通過(guò)施加反相電壓，可以生成電場(chǎng)，抑制電子的移動(dòng)。當(dāng)電流正好為0時(shí)，滿足1mv2=eU。這個(gè)U即為遏制電壓。2aaS為真空光電管，K為陰極，A為陽(yáng)極。形成的電流與電源施加的

2、反向電壓關(guān)系如下圖所示。這是光電管的伏安特性方程。與X軸的交點(diǎn)橫坐標(biāo)是遏止電壓-，與Y軸的交點(diǎn)坐標(biāo)是不施加電壓時(shí)，僅僅由光電效應(yīng)發(fā)射電子產(chǎn)生的電流大小。隨著電壓的增大，電流大小最終將趨于某個(gè)最大值10。通過(guò)測(cè)量同一光線下不同電壓的電流值，使加入的電壓正好使電流為0，此時(shí)電壓的大小即為遏止電壓。上文得知，遏制電壓和入射光頻率滿足線性關(guān)系：eU=hY-WO1I可做如下變形:hW.U=y-OC*上式可知，遏制電壓與頻率關(guān)系斜率的e倍，即為要求的普朗克常量。照射光的光強(qiáng)將影響光電效應(yīng)產(chǎn)生的電流大小。通過(guò)施加正向電壓，電流值也會(huì)有所改變，最終將趨于某一極限值，成為飽和電流值。由于光電管的內(nèi)阻很高，光電流

3、如此之微弱，因此測(cè)量中要注意抗外界電磁干擾。并避免光直接照射陽(yáng)極和防止雜散光干擾。實(shí)驗(yàn)步驟(1)施加反向電壓測(cè)量遏制電壓和普朗克常量1)擺放器材將汞燈和光電管擺放在同一直線上，連接光電效應(yīng)測(cè)試儀線路，打開電源不摘下遮蓋，打開光電管遮蓋，放上365nm濾波片，再摘下汞燈遮蓋。2)設(shè)置調(diào)整數(shù)值施加3V反向電壓，調(diào)整汞燈與光電管之間的距離，使電流表數(shù)值剛好為-0.24pA3) 記錄數(shù)據(jù)更換其他頻率的濾波片，使電壓從0V開始逐漸增加，每0.2V記錄一次電流大小，直至電流到達(dá)0V,這時(shí)施加的反向電壓即為該頻率光的遏制電壓。4) 多次試驗(yàn)更換其他濾波片，重復(fù)第三步驟5) 計(jì)算普朗克常量觀察遏制電壓之間的關(guān)

4、系，畫出一階線性圖，其斜率的e倍即為普朗克常量。通過(guò)公式n=h-h0，比較實(shí)驗(yàn)測(cè)量值的相對(duì)誤差ho(2)測(cè)定不同光強(qiáng)的飽和電流1) 調(diào)整器材將汞燈上放置100%遮光片，調(diào)整電壓為正向電壓2) 增加電壓正向電壓從零開始增加，每IV記錄一次電流值，記錄到10V3)記錄數(shù)據(jù)電流數(shù)值最終趨于穩(wěn)定，其值即為飽和電流4）多次試驗(yàn)分別更換50%、25%、10%遮光片，重復(fù)上述步驟實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)1）光電流與對(duì)應(yīng)電壓值（電謊、電壓數(shù)倨表）測(cè)星熾12345678電壓理00200.300.40電流（呼）0.570.160.03-004增加列|減少列區(qū)止電壓?jiǎn)挝?V）呵435,Enm光電流與對(duì)應(yīng)電壓值（電流、電壓謝

5、7;表）則呈贈(zèng)!1234567B電壓0000.20.40.60.80.91.0WtCuAi1.240.820.490.240.080.02-0,02著叩列減少哼Ur1想止電壓?jiǎn)挝?V0324O4.7nm光電流與對(duì)應(yīng)電壓值（電訊電丘數(shù)壬云：12345678電壓（V）00.20.40.60.81.01丄1.2電岡腫）1.S11.060./10.420.220.M0.030增加列|屁少列|逼止電壓（單位:V已577.0nm生電流與對(duì)應(yīng)電壓值(電濟(jì)、電壓數(shù)蝎表測(cè)量床割123£5673電壓V00.100.20電廉山和0.070.030堵加列減対U垢止電壓?jiǎn)挝?V咚昔朗克常最_._普明蠱鬲星單位

6、：E-34JS)5冊(cè)Y=-2.13283+0.44734XGPolynomialFitofDatalG電止截1-0-1-2-k=0.447x1014h=k*e=0.447x10-14x1.6x10-19=7.04x10-34Js相對(duì)誤差n=hLha=7.°4x1°-34-66°6x1°-34x100%=-10.6%h06.606x10-34由此可見，誤差略大波長(zhǎng)(nm)365.0404.7435.8546.1577.0頻率v(x1014Hz)8.2147.4086.8795.4905.196截止電壓U（V）a31.20.920.320.2電壓（2）1W）

7、逾冊(cè)tain電謊茁伸范屮腫出托電誕壬更應(yīng)電仔值阡詵，點(diǎn)門數(shù)顔1234567891011毎(V)0I234567S910電盍山旳0.040.S60.680J30J40760170J80.800.8102一崖涵茂蜩:飽和電流值f單也:屈）。幀包fc筆施值徉也呼_316iwZE三口卑ewe竹暑厚申輯mKhu；-六.思考題當(dāng)加在光電甘兩端的電壓為零時(shí).光電流不為零.這是丸光電詩(shī)-股關(guān)用遼山功小的金図做陰機(jī)閉逸注功大的金斶做陽(yáng)樓，為什么？3.測(cè)足普期克常敦的關(guān)鍵品忡飪？怎樣根據(jù)光電管的待性曲絨11擇合適帕測(cè)淀遏止電壓的方注.答：1. 光電效應(yīng)射入的光子會(huì)使陰極的電子以一定初速度射出，形成電流2. 用逸出功小的金屬做陰極是為了擴(kuò)大可使用的光線頻率范圍;使用逸出功大的金屬做陽(yáng)極是因?yàn)闊o(wú)法做到完全避光，陽(yáng)極逸出功大可以減小陽(yáng)極發(fā)生光電效應(yīng)影響實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)3. 避免背景光發(fā)成強(qiáng)烈變化，以及單色光的獲取，獲得伏安特性曲線在不接輸入信號(hào)的狀態(tài)下對(duì)微電流測(cè)量裝置調(diào)零。以365nm為例，把365nm的濾波片放到光電管上，此時(shí)把電表顯示的值調(diào)節(jié)為0V，打開汞燈遮光蓋。逐步升高反向電壓，當(dāng)電壓到達(dá)某