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廣電效應的實驗用什麼儀器

發布時間:2023-09-28 06:17:17

Ⅰ 如何由光電效應測量普朗克常數

如何由光電效應測量普朗克常數
具體的實驗器材 汞燈 鏡子 測量光電效應的儀器(電流計漏枝)等
我所知道的有兩種
一種是用不同透光強度的濾光鏡以得到不同光強
一種是通過換不同透光鏡得到不同波長的光
關鍵在於找到臨界波長,再利用愛因斯坦光電方程以及動量與波長關系求出h
注意實際操作時要利用補償法將誤差電流消掉
否則電流計測得的數值將出現大誤差
hf=W+1/2mv^2
f為光子的頻率,
W為電子在該金屬的逸則冊出功,
1/2mv^2為電子逸出後的最大初動能,
可求出普孫搜宏朗克常數h
以上僅供參考

Ⅱ 簡述用光電效應測量普朗克常數的實驗原理

這個實驗一般是用光電管來完成的,原理是根據光電效應方程:hv=Ekm+W,式中v是照射到陰極材料的入射光頻率,Ekm是逸出的光電子最大初動能,W是陰極材料的逸出功。
在實驗中,只要把多種不同的入射光頻率v和對應光電子最大初動能Ekm測量出來 ,作出Ekm——v圖像,可得到一條直線,直線的斜率就是普朗克常數h。
最大初動能的測量:在光電管兩端加上反向電壓,從0開始慢慢增大反向電壓的數值,當光電流剛好為零時,記下反向電壓的數值U反,則光電子的最大初動能 Ekm=e*U反,e是電子電量。

Ⅲ 大學物理實驗都有哪些

大學物理實驗有:楊氏模量,邁克爾遜干涉儀,全息照相,衍射光柵,單縫衍射,光電效應,用分光計測量玻璃折射率,透鏡組基點的測量,測量波的傳播速度,密里根油滴實驗,模擬示波器的使用,磁電阻巨磁電阻測量,半導體電光光電器件特性測量、等厚干涉

1、楊氏模量

楊氏模量是描述固體材料抵抗形變能力的物理量。當一條長度為L、截面積為S的金屬絲在力F作用下伸長ΔL時,F/S叫應力,其物理意義是金屬絲單位截面積所受到的力;ΔL/L叫應變,其物理意義是金屬絲單位長度所對應的伸長量。

2、邁克爾遜干涉儀

邁克爾遜干涉儀,是1881年美國物理學家邁克爾遜和莫雷合作,為研究「以太」漂移而設計製造出來的精密光學儀器。它是利用分振幅法產生雙光束以實現干涉。

3、等厚干涉

等厚干涉是由平行光入射到厚度變化均勻、折射率均勻的薄膜上、下表面而形成的干涉條紋.薄膜厚度相同的地方形成同條干涉條紋,故稱等厚干涉.(牛頓環和楔形平板干涉都屬等厚干涉.)

4、示波器的使用

波器利用狹窄的、由高速電子組成的電子束,打在塗有熒光物質的屏面上,就可產生細小的光點(這是傳統的模擬示波器的工作原理)。

5、電橋法測電阻

採用典型的四線制測量法。以期提高測量電阻(尤其是低阻)的准確度。程式控制恆流源、程式控制前置放大器、A/D轉換器構成了測量電路的主體。中央控制單元通過控制恆流源給外部待測負載施加一個恆定、高精度的電流,然後,將所獲得的數據(包括測試電壓、當前的測試電流等)進行處理,得到實際電阻值。

Ⅳ 大學物理 光電效應實驗裝置 請問圖中電壓表上面的是什麼

您好,圖中電壓表上面畫的是電子真空光電管,在光照的時候呈單向導電流的功能,隨光照的強弱光電管導電的特性有一定的變化。

Ⅳ 光電效應及普朗克常量的測量實驗現象

光電效應實驗及其光量子理論的解釋在量子理論的確立與發展上,在解釋光的波粒二象性等方面都具有劃時代的深遠意義。利用光電效應製成的光電器件(如:光電管、光電池、光電倍增管等)在科學技術中得到廣泛的哪乎應用,並且至今還在不斷開辟新的應用領域,具有廣闊的應用前景。
【實驗目的】

1、了解光電效應基本規律;

2、用光電效應方法測量普朗克常量;

3、測定光電管的光電特性曲線。

【實驗儀器】

【實驗原理】

當光照在物體上時,光的能量僅部分地以熱的形式被物體吸收,而另一部分則轉換為物體中某些電子的能量,使電子逸出物體表面,李銀悉這種現象稱為光電效應,逸出的電子稱為光電子。在光電效應中,光顯示出它的粒子性質,所以這種現象對認識光的本性,具有極其重要的意義。

光電效應實驗原理如圖5-26-2所示。其中S為真空光電管,K為陰極,A為陽極。當無光照射陰極時,由於陽極與陰極之間是斷搏培路,所以檢流計G中無電流流過,當用一波長比較短的

單色光照射到陰極K上時,形成光電流,光電流隨加速電位差U變化的伏安特性曲線如圖5-26-3所示。

1、 光電流與入射光強度的關系

光電流隨加速電位差U的增加而增加,加速電位差增加到一定量值後,光電流達到飽和值,飽和電流與光強成正比,而與入射光的頻率無關。實驗指出,有一個遏止電位差存在,當電位差達到這個值時,光電流為零。

2、光電子的初動能與入射光頻率之間的關系

實驗證明:光電子的最大初動能與入射光的強度無關,只與入射光頻率有關。

3、光電效應有紅限頻率存在

不論用多強的光照射到物質都不會產生光電效應.

實驗時,應根據光電管的U~I曲線的特點來選擇交點法或拐點法。本實驗採用的光電管,其陰極電流上升很快,反向電流較小,故採用「交點法」確定截止電壓。

【實驗內容與步驟】

1、測試前的准備

(1)用遮光蓋擋住汞燈光源出光口,將測試儀及汞燈電源接通,預熱20分鍾,使其處於穩定工作狀態。

(2)調節實驗儀板面「電流調零」旋鈕,使其顯示「000.0」。每換一次量程,必須重新調零。

(3)用屏蔽電纜線將微電流輸入端與K連接、電壓輸出端與光電管暗箱A及接地連接。

2、測量光電管的伏安特性曲線。

(1)將實驗儀「電壓選擇」鍵置於「-2V~+30V」狀態,將「電流量程選擇」開關置於「」檔。

(2)將測定儀電流輸入電纜斷開,調節實驗儀「電流調零」旋鈕,使電流顯示「00.0A」,重新接上電流輸入電纜線。

(3)將光闌及365.0nm的濾色片裝在光電管暗盒的光輸入口上,撤掉光源出光口的遮光蓋。注意在此過程中必須用擋片遮一下汞燈,否則容易擊穿光電效應儀。從低到高緩慢調節「-2V~+30V」電壓微調旋鈕,記錄電流從零到非零點所對應的電壓值作為第一組數據,令電壓輸出值緩慢由-2伏增加到+30V,-2到0之間每隔0.3V記一個電流值,0到30之間每隔2V記一個電流值。將數據記錄於表5-26-1中。在伏安特性曲線轉彎處應多測幾組數據,以便作圖。

(4)依次換上404.7nm、435.8nm、546.1nm、577.0nm的濾色片,重復步驟(1)、(2)、(3)。

3、測量普朗克常數

(1)將實驗儀「電壓選擇」鍵置於「–2 V~+2V」檔,將「電流量程選擇」開關置於「」檔。將測試儀電流輸入電纜斷開,調零後重新接上。

(2)將光闌及365.0nm的濾色片裝在光電管暗盒的光輸入口上,撤掉光源出光口的遮光蓋。注意在此過程中必須用擋片遮一下汞燈,否則容易擊穿光電效應儀。

(3)從高到低調節「–2 V~+2V」微調旋鈕,用「交點法」測量該波長對應的截止電壓,並將數據記錄於表5-26-2中。

(4)依次換上404.7nm、435.8nm、546.1nm、577.0nm的濾色片,重復步驟(1)、(2)、(3)。

Ⅵ 利用真空光電管及光電效應方法測量普朗克常量和測定真空光電管的光電特性曲線

一 、光電效應法測普朗克常量
二\ 測定光電管的伏安特性曲線
三、驗證光電管飽和電流與入射光強(陰極表面照度)的關系
詳細一、
實驗目的:
了解光電效應的基本規律,並用光電效應方法測量普朗克常量和測定光電管的光電特性曲線。
實驗原理:
1.光電效應實驗原理如右圖所示。其中S為 真空光電管,K為陰極,A為陽極。
2.光電流與入射光強度的關系
光電流隨加速電位差U的增加而增加,加 速電位差增加到一定量值後,光電流達到飽和值和值IH,飽和電流與光強成正比,而與入射光的頻率無關。當U= UA-UK變成負值時,光電流迅速減小。實驗指出,有一個遏止電位差Ua存在,當電位差達到這個值時,光電流為零。
3. 光電子的初動能與入射頻率之間的關系
由愛因斯坦光電效應方程 可見:光電子的初動能與入射光頻率ν呈線性關系,而與入射光的強度無關。
4. 光電效應有光電閾存在
實驗指出,當光的頻率 時,不論用多強的光照射到物質都不會產生光電效應,根據愛因斯坦光電效應方程可知: ,ν0稱為紅限。
愛因斯坦光電效應方程同時提供了測普朗克常量的一種方法:

實驗儀器:
光電管、單色儀(或濾波片)、水銀燈、檢流計(或微電流計)、直流電源、直流電壓計等,接線電路如右圖所示。
實驗內容:
1. 在365nm、405nm、436nm、546nm、577nm五種單色光下分別測出光電管的伏安特性曲線,並根據此曲線確定遏止電位差值,計算普朗克常量h。
2. 作 的關系曲線,用一元線形回歸法計算光電管陰極材料的紅限頻率、逸出功及h值,並與公認值比較。
3. 在波長為577nm的單色光,電壓為20V的情況下,分別在透光率為25%、50%、75%時的電流,進而研究飽和光電流與照射光強度的關系
原始數據:
1.波長為365nm:
電壓/V -3.00 -1.80 -1.45 -1.40 -1.20 -1.00 -0.80 -0.60 -0.40 -0.20
電流/
-0.3 -0.2 -0.1 0.0 0.2 0.7 1.3 1.9 2.8 3.7
電壓/V 0.00 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.40 1.60 1.80
電流/
4.5 5.4 6.3 6.8 7.5 7.9 8.2 8.6 9.1 9.3
電壓/V 2.00 2.50 3.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00
電流/
9.5 10.2 10.5 12.0 13.0 13.9 14.2 14.5
2. 波長為405nm:
電壓/V -3.00 -1.40 -1.00 -0.80 -0.60 -0.40 -0.20 0.00 0.20 0.40
電流/
-0.2 -0.1 0.0 0.2 0.7 1.4 2.2 3.0 3.8 4.4
電壓/V 0.60 0.80 1.00 1.20 1.40 1.60 1.80 2.00 2.50 3.00
電流/
4.8 5.3 5.6 5.9 6.2 6.4 6.6 6.8 7.1 7.3
電壓/V 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00
電流/
8.1 8.7 9.0 9.2 9.3
3. 波長為436nm:
電壓/V -3.00 -2.50 -1.00 -0.80 -0.60 -0.40 -0.20 0.00 0.20 0.40
電流/
-0.2 -0.1 0.0 0.0 0.3 0.9 1.5 2.3 3.2 3.7
電壓/V 0.60 0.80 1.00 1.20 1.40 1.60 1.80 2.00 2.50 3.00
電流/
4.1 4.5 4.8 5.1 5.3 5.5 5.7 5.9 6.1 6.4
電壓/V 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00
電流/
7.1 7.6 7.7 7.9 7.9
4. 波長為546nm:
電壓/V -3.00 -1.20 -0.60 -0.40 -0.20 0.00 0.20 0.40 0.60
電流/
-0.1 0.0 0.0 0.1 0.6 1.3 1.9 2.3 2.6
電壓/V 0.80 1.00 1.20 1.40 1.60 1.80 2.00 2.50 3.00
電流/
2.8 3.0 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.8 4.0
電壓/V 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00
電流/
4.3 4.5 4.6 4.7 4.7
5. 波長為577nm:
電壓/V -3.00 -0.60 -0.40 -0.20 0.00 0.20 0.40 0.60
電流/
0.0 0.0 0.1 0.3 0.6 0.8 1.0 1.1
電壓/V 0.80 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 5.00 10.00
電流/
1.2 1.2 1.3 1.4 1.4 1.4 1.5 1.5
電壓/V 15.00 20.00 25.00
電流/
1.5 1.5 1.6
6. 波長為577nm,電壓為20V:
透光率 25% 50% 75%
電流/
0.4 0.9 1.2
數據處理:
一 . 做出五個U-I曲線:
1.波長為365nm(頻率為8.22 )時:其中所找點為的橫坐標為—1.425

2.波長為405nm(頻率為7.41 )時:其中所找點的坐標為-0.995
3.波長為436nm(頻率為6.88 )時:其中所找點的坐標為-0.935

4.波長為546nm(頻率為5.49 )時:其中所找點的坐標為-0.886

5.波長為577nm(頻率為5.20 )時:

二.
1.由上述五個U-I曲線圖,可以得出相應波長對應的遏止電位差為:
波長/nm 頻率/ Hz
顏色 遏止電位差/v
365 8.22 近紫外 -1.425
405 7.41 紫 -0.995
436 6.88 藍 -0.935
547 5.49 綠 -0.886
577 5.20 黃 無法讀出

2.由以上數據作出線性回歸直線:

Linear Regression for Data1_B:
Y = A B * X

Parameter Value Error
------------------------------------------------------------
A -0.17355 0.61919
B 0.17626 0.08758
------------------------------------------------------------

R SD N P
------------------------------------------------------------
0.8182 0.17408 4 0.1818
------------------------------------------------------------
3.由上面線性擬合可得:
普朗克常量為
紅限為
三. 飽和光電流和光強的關系(λ=577nm,U=20V)

Linear Regression for Data1_B:
Y = A B * X

Parameter Value Error
------------------------------------------------------------
A 0.1 0.09487
B 0.0144 0.00139
------------------------------------------------------------

R SD N P
------------------------------------------------------------
0.99087 0.07746 4 0.00913
得出結論:
1. 實驗測得的普朗克常量為 ;單位?
2. 實驗測得的紅限為 ;
3. 飽和光電流和光強基本上成線性關系;
誤差分析:
實驗結果中的誤差是很大的.經分析,出現誤差的最主要原因應該是遏止電位差測量的不精確.. 由於存在陽極光電效應所引起的反向電流和暗電流(即無光照射時的電流),所以測得的電流值,實際上包括上述兩種電流和由陰極光電效應所產生的正向電流三個部分,所以伏安曲線並不與U軸相切,進而使得遏止電位差的判斷較為困難.因此,實驗的成敗取決於電位差是否精確.為了減小實驗的誤差, 確定遏止電位差值,本實驗中採取了交點法測量遏止電位差,但是實驗的結果中的誤差仍然很大,因此要在實驗的同時注意以下一些注意事項以盡量減小誤差。
注意事項:
1.嚴禁光源直接照射光電窗口,每次換濾光片時,必定要把出光口蓋上;
2.嚴禁用手摸光學鏡頭表面;
3.小心輕放,不要把鏡頭摔壞;
4.測量中要注意抗外界電磁干擾,並避免光直接照射陽極和防止雜散光干擾。

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