大学物理实验光电效应?大学物理实验中,光电效应测普朗克常量是一项重要的实验内容,旨在帮助学生了解光电效应的基本规律,并通过实验方法精确测量普朗克常量及光电管的光电特性曲线。当光照在物体上时,光能的一部分被物体吸收转化为热能,另一部分则转化为物体内部某些电子的能量,使这些电子逸出物体表面,这一过程被称为光电效应。那么,大学物理实验光电效应?一起来了解一下吧。
因为光频率和光强度都保持不变的时候,单位时间内产生的光电子数目是不变的。因此当电压加到一定程度时候,所有的光电子都顺利到达阳极,从而形成了饱和电流。如果此时再增加电压,则不会有新的电子产生,也不会有更多的电子到达阳极,所以电流不再变化,曲线呈现为平行于U轴的样子
光电效应是指当光照射到金属表面时,可以促使金属表面的电子脱离金属的束缚。为了实现这一过程,照射光需要提供足够的能量,这一能量阈值称为逸出功。当光波的能量超过逸出功时,多余的能量会转化为逸出电子的动能。
四川大学物理实验中心进行了一项测量普朗克常数的实验,使用了zky-gd-3试验仪。该仪器通过放大光电流信号来进行测量,并利用外加电压防止光电子到达收集电极。当光电流为零(量程10^-12A)时,所对应的外加电压即为截止电压。
然而,不同仪器在相同激发波长下测量到的截止电压可能会有所差异。从物理学的角度来看,相同的物质、相同的环境和相同的测试条件应该得到相同的结果。因此,有必要设计一种更易于理解和应用的测试方法来测量截止电压。
zky-gd-3试验仪的结构相对复杂,使得仪器的测试原理和工作原理难以理解。因此,研究人员正在探索新的方法来测量截止电压,以简化实验过程并提高测试的准确性和可靠性。
大学物理实验普朗克常数的测定介绍如下:
这个实验一般是用光电管来完成的,原理是根据光电效应方程:hv=Ekm+W,式中v是照射到阴极材料的入射光频率,Ekm是逸出的光电子最大初动能,W是阴极材料的逸出功。
在实验中,只要把多种不同的入射光频率v和对应光电子最大初动能Ekm测量出来 ,作出Ekm——v图像,可得到一条直线,直线的斜率就是普朗克常数h。
最大初动能的测量:在光电管两端加上反向电压,从0开始慢慢增大反向电压的数值,当光电流刚好为零时,记下反向电压的数值U反,则光电子的最大初动能 Ekm=e*U反,e是电子电量。
测定普朗克常数的实验注意事项:
1、汞灯关闭后,不要立即开启电源。必须待灯丝冷却后再开启,否则会影响汞灯寿命。
2、光电管应保持清洁,避免用手摸,而且应放置在遮光罩内,不用时禁止用光照射。
3、滤光片要保持清洁,禁止用手摸光学面。
4、光电管不使用时,要断掉施加在光电管阳极与阴极间的电压,保护光电管,防止意外的光线照射。
截止电压表示不产生光电效应时候的电压,因为在光照条件下会有电子打出来,那么为了阻止这些打出来的电子到达正极,就必须加一个反向的电压使得速度最大的电子无法达到正极,所以这个电压就是负的。
爱因斯坦的量子论提出光子的能量E=hv,光子到达金属板上激发电子形成光电流
电子具有的初能量W0=hv-w(逸出功),电子到达阳极时如果阳极板连接电压源负极,电子能量变小,如果我们测出电流恰为零时的电压,eU=hv-w,测量多次记录数据画图处理数据即可得出h的值(用最小二乘法得出的h值与公认值最接近)。
1、曲线突然变得水平是因为微电流测量仪超量程了。
2、增长到达到平衡时变化那么快,过度过程极短是因为光电流的变化与电压成指数函数关系。
以上就是大学物理实验光电效应的全部内容,实验目的1、了解光电效应及其规律,理解爱因斯坦光电方程的物理意义。2、 用减速电位测量光电子初动能,求普朗克常数。 实验原理 光电效应金属在光的照射下释放出电子的现象叫做光电效应。根据爱因斯坦的“光量子概念”。