光电效应实验报告

光电效应实验报告 成绩 评定 教师 签名 嘉应学院物理学院近代物理实验 实验项目: 光电效应 实验地点: 班 级: 姓 名: 座 号: 实验时间: 年 月 日 一、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。 二、实验仪器和用具: ZKY-GD-4智能光电效应(普朗克常数)实验仪。 三、实验原理: 实验预习部分 光电效应的实验原理如图1所示。入射光照射到光电管阴极K上，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U，测量出光电流I的大小，即可得出AK 光电管的伏安特性曲线。 光电效应的基本实验事实如下: (1)对应于某一频率，光电效应的I-U 关系如图2所示。从图中可见，对一定的频率，AK 有一电压U，当U?U时，电流为零，这个相对于阴极的负值的阳极电压 U，被称为截止0AK00电压。 (2)当U?U后，I迅速增加，然后趋于饱和，饱和光电流I的大小与入射光的强度PAK0 M 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U与频率, 的关系图如图4所示。U与, 成正比关系。当入射光频率低00于某极限值,(,随不同金属而异)时，不论光的强度如何，照射时间多长，都没有光电00 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,，在开始照射0,9后立即有光电子产生，所经过的时间至多为10秒的数量级。 U I 0 I , 斜率h/e P11 P , 22 A K A U U UU U , , 0AK0102AK0 V 图2 图3 图4 U AK同一频率,不同光强不同频率时光电管截止电压U与入射 图1 时光电管的伏安特的伏安特性曲线 光频率,的关系图 实验原理图 性曲线 2 实验预习部分 四、实验步骤: (1)测试前准备: 将实验仪及汞灯电源接通(汞灯及光电管暗盒遮光盖盖上)，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盒电流输出端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“20,s/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，横轴代电压U ，纵轴代表电流I 。 AK (2)测普朗克常数h: a. 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盒光输入口上，打开汞灯遮光盖。 此时电压表显示U的值，单位为伏;电流表显示与U对应的电流值I，单位为所选择AKAK 的“电流量程”。用电压调节键 、 、 、 可调节U的值， 、 键用于选择调AK 节位 、 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，寻找电流为零时对应的U，AK 以其绝对值作为该波长对应的U的值，并将数据记于表一中。为尽快找到U的值，调节时00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。 b. 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。 设置好扫描起始和终止电压后，按动相应的存储区按键，仪器将先清除存储区原有数据，等待约30秒，然后按4mV的步长自动扫描，并显示、存储相应的电压、电流值。 扫描完成后，仪器自动进入数据查询状态，此时查询指示灯亮，显示区显示扫描起始电压和相应的电流值。用电压调节键改变电压值，就可查阅到在测试过程中，扫描电压为当前显示值时相应的电流值。读取电流为零时对应的U，以其绝对值作为该波长对应的U的值，AK 0并将数据记于表一中。 按“查询”键，查询指示灯灭，系统回复到扫描范围设置状态，可进行下一次测量。 在自动测量过程中或测量完成后，按“手动/自动”键，系统回复到手动测量模式，模式转换前工作的存储区内的数据将被清除。 若仪器与示波器连接，则可观察到U为负值时各谱线在选定的扫描范围内的伏安特性AK 曲线。 3 实验预习部分 五、实验数据记录: 4 实验数据处理 六、实验数据处理: 实验总结部分 七、实验结论与及思考题解答 1、对实验进行总结～写出结论: 2、思考题解答: