1 / 25

大学物理实验

大学物理实验. 光电效应测定普朗克常数. 技术物理系. 实验 简介. 光电效应是赫兹于 1887 年验证电磁波存在时意外发现的，然而这一现象无法用经典物理理论对来进行合理解释。. 在一定频率的光照射下，电子从金属或金属化合物表面逸出的现象称为光电效应，逸出的电子称为光电子。. 光电效应现在已广泛地应用于科技领域，利用光电效应制成的光电器件如光电管、光电池、光电倍增管等已成为生产和科研中不可缺少的器件；. 本实验是大学物理实验中唯一的一个计算机仿真实验，是利用计算机仿真软件来模拟真实的实验。它突破了实验设施、实验场地、实验时间的诸多限制，使学生能够更为自主地学习。. 实验目的.

driscoll-york
Download Presentation

大学物理实验

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. 大学物理实验 光电效应测定普朗克常数 技术物理系

  2. 实验简介 光电效应是赫兹于1887年验证电磁波存在时意外发现的，然而这一现象无法用经典物理理论对来进行合理解释。 在一定频率的光照射下，电子从金属或金属化合物表面逸出的现象称为光电效应，逸出的电子称为光电子。 光电效应现在已广泛地应用于科技领域，利用光电效应制成的光电器件如光电管、光电池、光电倍增管等已成为生产和科研中不可缺少的器件； 本实验是大学物理实验中唯一的一个计算机仿真实验，是利用计算机仿真软件来模拟真实的实验。它突破了实验设施、实验场地、实验时间的诸多限制，使学生能够更为自主地学习。

  3. 实验目的 • 加深对光电效应和光的量子性的认识； • 了解验证爱因斯坦的光电效应方程的实验方法； • 测定光电管的伏安特性曲线； • 测定普朗克常量。

  4. 实验内容 实验仪器 实验原理 数据处理 过程演示 注意事项 实验报告

  5. 实验仪器 • 电脑一台，操作系统Win98以上，并安装有相关 的仿真实验程序． • 《大学物理仿真实验2.0 for windows》仿真实验 软件。 • 程序包含的虚拟仪器： 光电管，毫伏表，灵敏电流计，滑线变阻器，电 键，电阻箱，电源，单色仪，汞灯等。

  6. 实验原理 光电效应实验原理图

  7. 在赫兹首次发现光电效应后，哈尔瓦克斯、勒 纳德等人对光电效应做了长期的大量的深入研究，并总结出了几条基本实验规律。 因此贡献，勒钠德等荣获1905年度的诺贝尔物理学奖 实验中光电效应的基本规律如下：

  8. 一、光电流与入射光强度的关系 光强一定时，随着光电管两端电压的增大光电流趋于一饱和值；对于不同的光强，饱和电流与光强成正比。

  9. 二、当加反向电压时，存在遏止电势差 当光电管两端加上反向电压时,光电流迅速减小,但直到反向电压达到某个值Uc时，光电流为零, Uc称为遏止电势差。这说明光电子有一个最大初动能,显然

  10. 三、光电效应存在截止频率 光电效应存在一个阈频率（也称截止频率或红限频率），即入射光的频率低于阈值时,不论光强如何均没有光电子产生。截止频率仅与阴极材料有关.

  11. 四、光电效应是一种瞬时效应 一经光照射立即产生光电子，而与光的强弱无关。

  12. 与光的电磁波理论之间的矛盾： 1、光电子的初动能与入射光频率之间的关系 2、光电效应有阈频率存在 3、瞬时效应

  13. 光量子假设 爱因斯坦的解释 • 一束光是以光速C运动的粒子流，这些粒子称为光量子，简称光子。 • 光子已是最小单元，不能再被分割。 • 每个光子携带的能量是

  14. 光电效应方程: 光电效应是光子与物质中的电子发生的完全非弹性碰撞 当光电子的最大初动能为零时，光子的能量刚好克服电子逸出功：

  15. 遏止电势差Uc和照射光的频率成直线关系； • 由直线斜率可求出h，

  16. 实验的关键是寻找遏止电压UC • 交点法 • 拐点法

  17. 过程演示 • 连接电路，连接正向和反向测量电路； • 检流计调零，并调节临界电阻8300欧左右； • 光源选择，波长5770、5461、4358、4047À； • 数据记录，改变电压，记录电流值；注意档位； • 数据处理。

  18. 实验操作关键点: • 注意取点的疏密分布 • 检流计档位选择一定要正确

  19. 数据处理 • 伏安曲线：描绘由计算机自动完成 • 处理方法：同时使用了一元线性回归法和描点作图的方法两种方法分别处理数据 1) 一元线性回归法：利用输入遏止电压计算机自动完成计算 2) 描点作图法：自己用坐标纸描点作图，并 完成普朗克常量的求解等相关计算。

  20. 注意事项 1.实验过程中，只能进行下一步，而不能返回，每 一步要谨慎对待。 2.数据记录过程中，要注意检流计档位的调节。

  21. 实验报告 一、实验数据处理： 1.列表表示Uc-v的关系； 2.在坐标纸上描点作图； 3.求直线的斜率; 4.根据 ，求得普朗克常数， 5.求百分偏差。 二、完成分析讨论题（1）、（2）。

  22. 讲解完毕！ 谢谢！

  23. 当加正向电压时：

  24. 当加反向电压时：

More Related