光电效应和普朗克常数的测定.docx
实验十一光电效应和普朗克常数的测定
实验背景：
光电效应是指一定频率的光照射在金属表面时，会有电子从金属表面溢出的现象。光电效应对于认识光的本质及早期量子理论的发展，具有里程碑式的意义。
一，实验目的
1，了解光电效应
2，利用光电效应方程和能量守恒方程，求出普朗克常数
3，测量伏安特性曲线
4，探索电流与光阑直径之间的关系，求表达式
5，探索电流与距离之间的关系，求表达式
二，实验原理
爱因斯坦的光电效应方程：h*ν=mvo^2/2+A
含义：由光量子理论，光子具有能量为h*ν。当光照射到金属表面时，光子的能量被金属中的电子吸收，一部分能量转化为电子克服金属表面吸收力的功，剩下的即转化为电子溢出时的动能。即实现能量守恒。
如果外加一个反向电场，将会减弱电子运动的动能，当刚好相抵消时，回路中电流为零。此时有eUo=m*v^2/2;
代入上式中，有h*ν=e*Uo+A
进行变换，得Uo=h/e*ν-CC为一个常数。因此，只要求出Uo和ν的关系，求出斜线的斜率，即可知道普朗克常数。
三，实验仪器
ZKY-GD-4型智能光电效应实验仪
5个透射率分别为365.0nm404.7nm435.8nm546.1nm577.0nm个盖子
3个直径分别为2mm，4mm，8mm的光阑
四，实验数据与数据处理
1，测定截止电压Uo
L=400mm；光阑孔径φ=4mm
分别用五种滤光片，调节电压使回路电流为0，记录截止电压Uo
波长（nm）
365.0
404.7
435.8
546.1
577.0
Uo（V）
-1.719
-1.386
-1.178
-0.618
-0.468
由公式c=ν*λ，可计算各波长光所对应的频率
频率（10^(14)Hz）
8.22
7.41
6.88
5.49
5.20
Uo（V）
-1.719
-1.386
-1.178
-0.618
-0.468
用MATLAB作截止电压Uo-频率λ图，并进行最小二乘法拟合：
R-Square=99.95%，显然成线性关系，得斜率|k|=0.4099
由公式：Uo=k*λ-A=h/e*λ-A得h=k*e
其中e=1.602176565(35)×10-19?J
得实验值普朗克常量h=6.5673×10^（-34）J·s
普朗克常数标准值：h=629)×10^（-34）J·s
误差=0.6%
2，伏安特性曲线测量
L=400mm；光阑孔径φ=4mm
分别用五种滤光片，电压从0V-50V，每2V测量一次电流值
波长（nm）
365
405
436
546
577
电压（V）
电流(*10^(-10)A)
电流(*10^(-11)A)
0
2.1
1.5
1.9
2.9
1.4
2
5.7
2.9
4.0
6.0
3.8
4
9.2
4.0
5.8
8.3
5.8
6
12.0
5.0
7.1
12.3
7.2
8
14.6
5.7
8.3
15.1
8.4
10
16.9
6.5
9.4
19.5
9.1
12
19.1
7.1
10.4
21.1
9.6
14
22.2
7.8
11.4
22.4
10.1
16
24.1
8.4
12.2
23.3
10.4
18
25.8
9.0
12.9
24.2
10.7
20
27.6
9.4
13.6
24.9
10.9
22
29.1
9.9
14.2
25.6
11.1
24
30.5
10.2
14.8
26.1
11.3
26
31.7
10.6
15.2
26.6
11.5
28
32.7
10.9
15.7
27.1
11.7
30
33.6
11.0
16.0
27.5
11.9
32
34.4
11.3
16.3
27.9
12.1
34
35.2
11.6
16.6
28.2
12.3
36
36.0
11.7
16.8
28.5
12.4
38
36.6
11.9
17.0
28.9
12.5
40
37.3
12.1
17.2
29.2
12.6
42
37.9
12.2
17.4
29.5
12.7
44
38.4
12.4
17.6
29.8
12.8
46
38.9
12.5
18.2
30.1
12.9
48
39.4
12.7
18.3
30.3
13.1
50
39.8
12.8
18.5
30.7
13.2
使用MATLAB，作出电流I和电压U的关系曲线：
I-U
I-U