普朗克常數(shù)的測定

1、課題普朗克常數(shù)的測定普朗克常數(shù)的測定1了解光電效應的規(guī)律，加深對光的量子性的理解；教學目的2利用光電效應測量普朗克常數(shù)h；3學會用最小二乘法處理數(shù)據(jù)。重難點1通過作圖法找到光電效應的截止電壓；2用實驗法作出不同頻率下的直線，并求出直線的斜率。aU??教學方法講授、討論、實驗演示相結合。學時3個學時一、前言一、前言量子論是近代物理的基礎之一，給予量子論以直觀、鮮明物理圖像的是光電效應。隨著科學技術的發(fā)展，光電效應已廣泛應用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、國

2、防和許多科技領域。普朗克常數(shù)是自然界中一個很重要的普適常數(shù)，它可以用光電效應法簡單而又較準確地求出。所以，進行光電效應實驗并通過實驗求取普朗克常數(shù)有助于我們了解量子物理學的發(fā)展及對光的本性認識。目前，普朗克常數(shù)的公認值是。346.62617610hJs????二、實驗儀器二、實驗儀器YGP2型普朗克常量實驗裝置（包括汞燈及電源，濾色片，光闌，光電管、智能測試儀構成）。三、實驗原理三、實驗原理光電效應的實驗原理如圖1所示。入射光照射到光電

3、管陰極k上，產(chǎn)生的光電子在電場的作用下向陽極遷移構成光電流，改變外加電壓，測量出光電AAKU流的大小，即可得出光電管的伏安特性曲線。I光電效應的基本實驗事實如下：（1）對應于某一頻率，光電效應的關系如圖2所示。從圖中可見，對AKIU?由該式可見，入射到金屬表面的光頻率越高，逸出的電子動能越大，所以即使陽極電位比陰極電位低時也會有電子落入陽極形成光電流，直至陽極電位低于截止電壓，光電流才為零，此時有關系：20021?meU?(2)陽極電

4、位高于截止電壓后，隨著陽極電位的升高，陽極對陰極發(fā)射的電子的收集作用越強，光電流隨之上升；當陽極電壓高到一定程度，已把陰極發(fā)射的光電子幾乎全收集到陽極，再增加時不再變化，光電流出現(xiàn)飽和，飽和光電流AKUI的大小與入射光的強度成正比。MIP光子的能量時，電子不能脫離金屬，因而沒有光電流產(chǎn)生。產(chǎn)生光電效Ahv?0應的最低頻率（截止頻率）是。hAv0?將（2）式代入（1）式可得：(3)AhveU??0此式表明截止電壓是頻率的線性函數(shù)，直線斜率

5、，只要用實驗方法0UvhKe?得出不同的頻率對應在的截止電壓，求出直線斜率，就可算出普朗克常數(shù)。h愛因斯坦的光量子理論成功地解釋了光電效應規(guī)律。四、實驗內(nèi)容與步驟四、實驗內(nèi)容與步驟（一）儀器的調(diào)整按照說明書對聚光器、單色儀、測量放大器的零點進行調(diào)節(jié)。（二）測光電管的伏安特性及測定普朗克常量1由于單色儀所選用的衍射光柵的閃耀波長是500nm，因此，波長在500nm左右的強度較強，所以建議選擇400～500nm之間的任意波長。2精確校正零極