批改过的 3Word格式文档下载.docx
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根据爱因斯坦关于光的本性的假设，光是一粒一粒运动着的粒子流，这些光粒子称为光子，每一光子的能量为
，其中h为普朗克常量，
为光波的频率，所以不同频率的光波对应光子的能量不同。
光电子吸收了光子的能量
之后，一部分消耗于克服电子的逸出功A，另一部分转换为电子动能。
由能量守恒定律可知：
上式称为爱因斯坦光电效应方程。
可见，光电子的初动能与入射光频率
呈线性关系，而与入射光的强度无关。
实验指出，当光的频率
时，不论用多强的光照射到物质都不会产生光电效应，根据式
（2），
，
称为红限。
爱因斯坦光电效应方程同时提供了测普朗克常量的一种方法：
由式
（1）和
（2）可得：
，当用不同频率（
，…
）的单色光分别做光源时，就有
任意联立其中两个方程就可得到
，由此若测定了两个不同频率的单色光所对应的遏止电位差即可算出普朗克常量h，也可由
直线的斜率求出h。
因此，用光电效应方法测量普朗克常量的关键在于获得单色光、测得光电管的伏安特性曲线和确定遏止电位差值。
实验中，单色光可由水银灯光源经过单色仪选择谱线产生。
水银灯点燃稳定后，在可见光区域内有几条波长相差较远的强谱线，如表所示。
波长/nm
频率/
Hz
颜色
579.0
5.179
黄
577.0
5.198
546.1
5.492
绿
435.8
6.882
蓝
404.7
7.410
紫
365.0
8.216
近紫外
单色仪的鼓轮读数与出射光的波长存在一对应关系，由单色仪的定标曲线，即可查出出射单色光的波长，也可用水银灯（或白炽灯）与滤光片联合作用产生单色光。
为了获得准确的遏止电位差值，光电管应该对所有可见光谱都比较灵敏；
阳极包围阴极，这样当阳极为负电位时，大部分光电子仍能射到阳极；
阳极没有光电效应，不会产生反向电流；
并且暗电流很小。
但是实际使用的真空型光电管并不完全满足以上条件。
由于存在阳极光电效应所引起的反向电流和暗电流，所以测得的电流值，实际上包括上述两种电流和由阴极光电效应所产生的正向电流三个部分，所以伏安曲线并不与U轴相切。
由于暗电流是由阴极的热电子发射及光电管管壳漏电等原因产生，与阴极正向光电流相比，其值很小，且基本上随电位差U呈线性变化，因此可忽略其对遏止电位差的影响。
阳极反向光电流虽然在实验中较显著，但它服从一定规律。
据此，确定遏止电位差值，可采用以下两种方法：
（1）交点法
光电管阳极用逸出功较大的材料制作，制作过程中尽量防止阴极材料蒸发，实验前对光电管阳极通电，减少其上溅射的阴极材料，实验中避免入射光直接照射到阳极上，这样可使它的反向电流大大减少，其伏安特性曲线与上面的伏安特性图十分接近，因此曲线与U轴交点的电位差值近似等于遏止电位差Ua。
（2）拐点法
光电管阳极反向光电流虽然较大，但在结构设计上，若使反向光电流能较快地饱和，则伏安特性曲线在反向电流进入饱和段后有着明显的拐点，如左图所示，此拐点的电位差即为遏止电位差。
实验器材：
光电管、滤波片、水银灯、检流计、直流电源、直流电压计
实验内容：
（i）在光电管入光口装上365nm的滤色片，电压为-3V，调整光源与光电管之间的距离，直到光电流为-0.3A，固定此距离，不再移动。
（ii）分别测量绘制365nm、405nm、436nm、546nm、577nm的U-I特性曲线（从-3V～-25V，拐点处测量间隔尽可能小），并根据此曲线确定遏止电位差值，计算普朗克常量h。
（iii）作
的关系曲线，用一元线形回归法计算光电管阴极材料的红限频率、逸出功及h值，并与公认值比较。
（iv）装上577nm滤色片，在光源窗口分别装上透光率为25%，50%，75%的遮光片，加上20V电压，测量饱和光电流，和照射光强的关系，作出I-光强曲线.
数据记录：
365nm
U（V）
-3
-2.4
-1.6
-1.4
-1.3
-1.2
-1.1
-1.0
-0.9
-0.8
I（μA）
-0.3
-0.2
-0.1
0.0
0.1
0.2
0.4
0.7
0.9
1.2
-0.7
-0.6
-0.5
-0.4
1.5
1.8
2.2
2.6
2.9
3.4
3.8
4.2
5
5.7
0.6
0.8
1.0
1.3
1.6
2.0
2.5
3.0
4
6
6.3
6.9
7.3
7.9
8.4
9
9.4
9.8
10.6
11.4
8
10
12
15
18
20
23
25
11.8
12.2
12.4
12.5
12.8
12.9
13.0
13.1
405nm
-1.8
-1
1
1.4
1.7
0.3
0.5
2.1
2.8
3.1
3.5
4.3
4.8
5.2
5.3
2
2.3
2.7
3
6.4
6.6
6.8
7
7.4
7.7
7.8
8.1
13
21
8.3
8.5
8.6
8.7
436nm
1.9
3.3
3.7
4.1
4.4
4.6
4.9
5.5
6.1
6.2
6.5
6.7
22
7.0
546nm
-2.9
1.1
2.4
3.2
3.6
577nm
透光率
100%
75%
50%
25%
数据分析：
伏安特性曲线分析：
（i）365nm：
365nm
需要添加的点：
-2.5
-1.7
平滑处理图：
365nm单色光下光电管伏安特性曲线图（平滑处理）（ByOriginPro7.0）
（ii）405nm：
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