1、實驗 十一光電效應(yīng)和普朗克常數(shù)的測定實驗背景：光電效應(yīng)是指一定頻率的光照射在金屬表面時，會有電子從金屬表面溢出的現(xiàn)象。光電效應(yīng) 對于認(rèn)識光的本質(zhì)及早期量子理論的發(fā)展，具有里程碑式的意義。一，實驗?zāi)康?，了解光電效應(yīng)利用光電效應(yīng)方程和能量守恒方程，求出普朗克常數(shù)測量伏安特性曲線探索電流與光闌直徑之間的關(guān)系，求表達式探索電流與距離之間的關(guān)系，求表達式二，實驗原理愛因斯坦的光電效應(yīng)方程：h* v =mvoA2/2+A含義：由光量子理論，光子具有能量為h*v。當(dāng)光照射到金屬表面時，光子的能量被 金屬中的電子吸收，一部分能量轉(zhuǎn)化為電子克服金屬表面吸收力的功，剩下的即轉(zhuǎn)化為電子 溢出時的動能。即實現(xiàn)能量守

2、恒。如果外加一個反向電場，將會減弱電子運動的動能，當(dāng)剛好相抵消時，回路中電流為零。此時有 eUo=m*W2/2;代入上式中，有h* v =e*Uo+A進行變換，得Uo=h/e* v -C C為一個常數(shù)。因此，只要求出Uo和v的關(guān)系，求出斜 線的斜率，即可知道普朗克常數(shù)。三，實驗儀器ZKY-GD-4型智能光電效應(yīng)實驗儀5 個透射率分別為 365.0nm 404.7nm 435.8nm 546.1nm 577.0nm 個蓋子3個直徑分別為2mm，4mm，8mm的光闌四，實驗數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)處理1，測定截止電壓UoL=400mm ；光闌孔徑 e=4mm分別用五種濾光片，調(diào)節(jié)電壓使回路電流為0，記錄截止電壓

3、Uo波長（nm）365.0404.7435.8546.1577.0Uo (V)-1.719-1.386-1.178-0.618-0.468由公式c=v*入，可計算各波長光所對應(yīng)的頻率頻率(10”(14)Hz)8.227.416.885.495.20Uo (V)-1.719-1.386-1.178-0.618-0.468用MATLAB作截止電壓Uo-頻率入圖，并進行最小二乘法擬合:R-Square=99.95%,顯然成線性關(guān)系，得斜率|k|=0.4099由公式：Uo=k* 入-A=h/e* 入-A 得 h=k*e其中 e = 1.602176565(35)x10-19 J得實驗值普朗克常量h=6

4、.5673x10A (-34) J-S普朗克常數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值：h=6.62606957(29)x10A(-34)J-s誤差=0.6%伏安特性曲線測量L=400mm ；光闌孔徑 e=4mm分別用五種濾光片，電壓從0V-50V，每2V測量一次電流值波長(nm)365405436546577電壓(V)電流(*10(-10)A)電流(*10(-11)A)02.11.51.92.91.425.72.94.06.03.849.24.05.88.35.8612.05.07.112.37.2814.65.78.315.18.41016.96.59.419.59.11219.17.110.421.19.61422.2

5、7.811.422.410.11624.18.412.223.310.41825.89.012.924.210.72027.69.413.624.910.92229.19.914.225.611.1 TOC o 1-5 h z 2430.510.214.826.111.32631.710.615.226.611.52832.710.915.727.111.73033.611.016.027.511.93234.411.316.327.912.13435.211.616.628.212.33636.011.716.828.512.43836.611.917.028.912.54037.312.1

6、17.229.212.64237.912.217.429.512.74438.412.417.629.812.84638.912.518.230.112.94839.412.718.330.313.15039.812.818.530.713.2 使用MATLAB，作出電流I和電壓U的關(guān)系曲線:4D353DI-U伏安特性圖366nm -405ii m -&436n m 卜O546nm o+577nim *r4o0 +:十O+Q+:Q!+i :.2T2025UMo * o+ o!+:o d.4550作出電流I和光闌直徑的曲線，并求出關(guān)系式光闌直徑（mm）2.04.08.0電流(*10 (-10)

7、A)3.79.433.3選擇波長 405nm L=400mm U=20V作圖并擬合:當(dāng)方程形式為y=a*xA2+b時，R-square高達99.99%.即可認(rèn)為完全符合這種方程形式。由于 光闌改變的是光通量即面積，與半徑有平方關(guān)系，在理論上也可以作出合理解釋。因此認(rèn)為此方程可信，電流與光闌孔徑所滿足的關(guān)系為：y=0.4946*xA2+1.617其中x為光闌孔徑（mm），y為電流（10-10）A）作出電流I和距離L的曲線，并求出I與L關(guān)系式選擇波長405nm 光闌直徑4mm U=20VL(mm)電流(*10(T0) A300.018.6310.017.4320.016.2330.015.1340.014.1350.013.1360.012.2370.011.5380.010.8390.010.2400.09.7作圖并擬合:認(rèn)為光源為點光源，因此一定距離處的光強與距離的平方成反比。由此進行擬合，結(jié)果顯示，R-square為99.95%，即基本符合此關(guān)系式，即電流與距離所滿足的關(guān)系式為：y=(1.868e+06)*xA(-2)-2.092其中y為電流(*101-10)A) ,x為距離(mm)五，思考與總結(jié)1,誤差分析：普朗克常數(shù)的誤差較小，認(rèn)為是實驗儀器造成的，即由于室內(nèi)溫度，濕度