产生光电效应的最低频率是n0=W/h，通常称为光电效应的截止频率。
不同材料有不同的逸出功，因而n0也不同。
由于光的强弱决定于光量子的数量，所以光电流与入射光的强度成正比。
又因为一个电子只能吸收一个光子的能量，所以光电子获得的能量与光强无关，只与光子的频率n成正比，，将（3）式改写为
上式表明,截止电压是入射光频率n的线性函数，如图2，当入射光的频率n=n0时，截止电压，没有光电子逸出。
图中的直线的斜率k=h/e是一个正的常数：
（5）
由此可见，只要用实验方法作出不同频率下的U0-n曲线，并求出此曲线的斜率，就可以通过式（5）求出普朗克常数。
其中是电子的电量。
1.光电效应的伏安特性曲线
图3是利用光电管进行光电效应实验的原理图。
频率为n、强度为的光线照射到光电管阴极上，即有光电子从阴极逸出。
如在阴极K和阳极A之间加正向电压，它使K、A之间建立起的电场对从光电管阴极逸出的光电子起加速作用，随着电压的增加，到达阳极的光电子将逐渐增多。
当正向电压增加到时，光电流达到最大，不再增加，此时即称为饱和状态，对应的光电流即称为饱和光电流。
由于光电子从阴极表面逸出时具有一定的初速度，所以当两极间电位差为零时，仍有光电流I存在，若在两极间施加一反向电压，光电流随之减少；当反向电压达到截止电压时，光电流为零。
图4入射光频率不同的I－U曲线图5入射光强度不同的I－U曲线
爱因斯坦方程是在同种金属做阴极和阳极，且阳极很小的理想状态下导出的。
实际上做阴极的金属逸出功比作阳极的金属逸出功小，所以实验中存在着如下问题：
暗电流和本底电流。
当光电管阴极没有受到光线照射时也会产生电子流，称为暗电流。
它是由电子的热运动和光电管管壳漏电等原因造成的。
室内各种漫反射光射入光电管造成的光电流称为本底电流。
暗电流和本底电流随着K、A之间电压大小变化而变化。
阳极电流。
制作光电管阴极时，阳极上也会被溅射有阴极材料，所以光入射到阳极上或由阴极反射到阳极上，阳极上也有光电子发射，就形成阳极电流。
由于它们的存在，使得实际I～U曲线较理论曲线下移，如图6。
图6伏安特性曲线
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。
阳极反向电流虽然在实验中较显著，但它服从一定规律。
因此，确定遏止电位差值可采用以下两种方法：
⑴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，其伏安特性曲线与图5十分接近，因此曲线与U轴交点的电位差值近似等于遏止电位差U0，此即本实验采用的交点法（或零电流法）。
⑵拐点法
光电管阳极反向电流虽然较大，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，如图6中虚线所示的理论曲线下移为实线所示的实测曲线，遏止电位差U0也下移到U’0点。
因此测出U’0点即测出了理论值U0。
五、实验内容及步骤：
1、调整仪器
（1）连接仪器；接好电源，打开电源开关，充分预热（不少于20分钟）。
（2）在测量电路连接完毕后，没有给测量信号时，旋转“调零”旋钮调零。
每换一次量程，必须重新调零。
（3）取下暗盒光窗口遮光罩，换上365.0nm滤光片，取下汞灯出光窗口的遮光罩，装好遮光筒，调节好暗盒与汞灯距离。
2、测量普朗克常数
（1）将电压选择按键开关置于–2～＋2V档，将“电流量程”选择开关置于A档。
将测试仪电流输入电缆断开，调零后重新接上。
（2）将直径为4mm的光阑和365.0nm的滤色片装在光电管电暗箱输入口上。
（3）从高到低调节电压，用“零电流法”测量该波长对应的，并数据记录。
（4）依次换上405nm、436nm、546nm、577nm的滤色片，重复步骤
（1）、
（2）、（3）。
（5）测量三组数据,然后对h求平均值。
3、测量光电管的伏案特性曲线：
（1）暗盒光窗口装365nm滤光片和4mm光阑，缓慢调节电压旋钮，令电压输出值缓慢由0V伏增加到30V，每隔1V记一个电流值。
但注意在电流值为零处记下截止电压值。
（2）在暗盒光窗口上换上577nm滤光片，仍用4mm的光阑，重复步骤
（1）。
（3）选择合适的坐标，分别作出两种光阑下的光电管伏安特性曲线U～I。
4、探究饱和电流与光通量、光强的关系
⑴控制电压U=30.0V,波长为365nm,L=400nm时，记录光阑孔分别为2、4、8时的电流。
⑵控制电压U=30.0V,波长为365nm,光阑孔为2nm时，记录距离L分别为300nm、350nm、400mm时的电流。
六、数据记录与处理：
表一U—V关系
波长λ（nm）
365
405
436
546
577
频率V（1014HZ）
8.214
7.408
6.879
5.490
5.196
截止电压U（V）
-1.815
-1.498
-1.303
-0.732
-0.603
计算普朗克常量:
当利用不同频率ν的单色光分别作光源时,可以测出不同频率下的遏止电位Ua。
作出Ua与ν的曲线,测曲线的斜率K为K=h/e=U/v便可求出普朗克常数h。
K=U/v=0.401610-14
h=ek=1.160210-190.401610-14=6.43310-34JS
表二I--UAK关系
光阑孔Ф：
4mm波长λ：
577nm
UAK（V）
-2.0
-0.3
0
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
6.0
7.0
8.0
9.0
I（10-10A）
0
0
2
6
8
10
12
13
14
15
16
18
UAK（V）
10.0
11.0
12.0
14.0
16.0
18.0
20.0
22.0
24.0
26.0
28.0
30.0
I（10-10A）
19
20
22
24
25
27
28
30
31
32
33
34
光阑孔Ф：
4nm波长λ：
365nm
UAK（V）
-1.5
-0.5
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
I（10-10A）
0
6
9
17
27
38
50
62
73
82
88
95
U AK（V）
10
11
12
13
14
15
18
21
24
26
28
30
I（10-10A）
102
110
117
124
132
137
153
170
186
195
203
215
表三IM—P关系
UAK=30.0V波长λ：
365nmL=400nm
光阑孔Ф（nm）
2
4
8
I（10-10A）
67
217
805
表四IM—L关系
UAK=30.0V波长λ：
365nm光阑孔Ф：
2nm
距离L（mm）
300
350
400
I（10-10A）
47
30
22
七、实验小结（思考与讨论）：
注意事项
1、微电流测量仪和汞灯的预热时间必须长于20分钟，连线时务必先接好地线，后接信号线。
切勿让电压输出端A与地短路，以免损坏电源。
微电流测量仪每改变一次量程，必须重新调零。
2、微电流测量仪与暗盒之间的距离在整个实验过程中应当一致。
3、注意保护滤光片，勿用手触摸其表面，防止污染。
4、实验结束时应盖上光电管暗合遮光盖和汞灯遮光盖！
.学习参考.
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