产生光电效应的最低频率（截止频率）是
=A/h。
将
（2）式代入
（1）式可得：
（3）
此式表明截止电压
是频率
的线性函数，直线斜率k=h/e，只要用实验方法得出不同的频率对应的截止电压，求出直线斜率，就可算出普朗克常数h。
爱因斯坦的光量子理论成功地解释了光电效应规律。
【实验步骤】
1、测试前准备
1）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20min。
2）调整光电管与汞灯距离为约40cm并保持不变。
3）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，蓝—蓝）。
4）将“电流量程”选择开关置于所选档位，进行测试前调零。
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，且必须断开连线的实验仪一端。
旋转“调零”旋钮使电流指示为000.0。
5）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。
如果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“20μs/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，横轴代表电压
，纵轴代表电流I。
2、测普朗克常数h：
测量截止电压时，“伏安特性测试/截止电压测试”状态键应为截止电压测试状态，“电流量程”开关应处于
A档。
1）手动测量
①使“手动/自动”模式键处于手动模式。
②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
的值，单位为伏；电流表显示与
对应的电流值I，单位为所选择的“电流量程”。
用电压调节键→、←、↑、↓可调节
的值，→、←键用于选择调节位，↑、↓键用于调节值的大小。
③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
，以其绝对值作为该波长对应的
的值，并将数据记于表1中。
为尽快找到
的值，调节时应从高位到低位，先确定高位的值，再顺次往低位调节。
④依次换上365.0nm，435.8nm，546.1nm，404.7nm的滤色片，重复以上测量步骤。
2）自动测量
①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。
（注：
显区左边设置起始电压，右边设置终止电压）
实验仪设有5个数据存储区，每个存储区可存储500组数据，由指示灯表示其状态。
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。
②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
，以其绝对值作为该波长对应的U的值，并将数据记于表1中。
表1U0—
关系光阑孔Φ=mm
波长λi（nm）
365.0
404.7
435.8
546.1
577.0
频率
（×
Hz）
8.214
7.408
6.879
5.490
5.196
截止电压
V）
手动
自动
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。
将仪器与示波器连接，可观察到
为负值时各谱线在选定的扫描范围内的伏安特性曲线。
3、测光电管的伏安特性曲线：
此时，将“伏安特性测试/截止电压测试”状态键切换至伏安特性测试状态。
“电流量程”开关应拨至
A档，并重新调零。
将直径4mm的光阑及所选谱线的滤色片装在光电管暗盒光输入口上。
测伏安特性曲线可选用“手动/自动”两种模式之一，测量的最大范围为-1～50V。
手动测量时每隔0.5V记录一组数据，自动测量时步长为1V。
记录所测
及I的数据。
1从低到高调节电压，记录电流从零到非零点所对应的电压值并作为第一组数据，以
后电压没变化一定值（可选为1V）记录一组数据到数据记录表中。
换上546nm的滤色片，重复上述实验步骤。
②在
为50V时，将仪器设置为手动模式，测量记录同一谱线、同一入射距离、光阑分别为2mm,4mm,8mm时对应的电流值于数据记录表中。
③在
为50V时，将仪器设置为手动模式，测量并记录同一谱线、同一光阑、不同入射距离时对应的电流值于数据记录表中。
【实验数据处理】
（1）求普朗克常数
实验中测得的数据如下表所示：
与
关系数据记录表
光缆孔
波长
/nm
365.0
404.7
435.8
546.1
577.0
频率
8.214
7.408
6.897
5.490
5.196
截止电压U0i/V
-1.838
-1.460
-1.326
-0.812
-0.668
由实验数据得到的截止电压U0与光频率的关系如下图所示：
截止电压与光频率的关系曲线
由
可知，上述直线的斜率为
，则普朗克常量为：
而由最小二乘法的得到的斜率的标准差为
，则可知所求的普朗克常量
的不确定度为：
测得的普朗克常量
与公认值
的相对误差为：
实验得到的普郎克常数为：
。
（2）做出两种波长及光强的伏安特性曲线
实验中，得到的实验数据记录表如下：
对于435.8nm的滤色片，入射距离L=400mm,光阑4nm，数据记录为：
关系
-1
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
1.5
2.7
4.1
6.3
7.5
8.6
10.2
11.8
13.6
14.8
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
15.9
17.0
18.1
19.2
19.5
20.3
21.1
21.5
22.4
22.9
23.6
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
24.0
24.7
25.3
25.8
26.3
26.6
27.1
27.2
27.8
28.2
28.5
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
28.8
29.0
29.4
29.7
30.1
30.3
30.5
30.8
31.1
31.1
31.4
43
44
45
46
47
48
49
50
31.6
31.8
32.1
32.6
32.8
33.2
33.3
33.4
对于546.1nm的滤色片，入射距离L=400mm,光阑4nm，数据记录为：
关系
-1
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
-0.4
0.4
1.3
2.2
3.3
4.1
4.6
5.2
5.7
6.6
7.0
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
7.0
7.2
7.6
8.1
8.3
8.4
8.7
9.0
9.2
9.4
9.6
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
9.8
10.0
10.1
10.3
10.4
10.5
10.6
10.7
11.0
11.0
11.0
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
11.1
11.2
11.2
11.3
11.4
11.4
11.6
11.6
11.6
11.6
11.6
43
44
45
46
47
48
49
50
11.7
11.8
11.9
12.1
12.1
12.2
12.2
12.3
由实验得到的数据绘制出的两种波长及光强的伏安特性曲线如下：
不同波长及光强下的伏安特性曲线
（3）由于照到光电管上的光强与光阑面积成正比，用②中数据验证光电管的饱和光电流与
入射光强成正比；同样用③中数据验证光电流与入射光强成正比。
对于实验②：
在
为50V时，将仪器设置为手动模式，测量记录同一谱线、同一入
射距离、光阑分别为2mm,4mm,8mm时对应的电流值，数据记录表如下：
关系
435.8nm
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