实验目的1、了解光电效应及其规律,理解爱因斯坦光电方程的物理意义。2、 用减速电位测量光电子初动能,求普朗克常数。 实验原理 光电效应金属在光的照射下释放出电子的现象叫做光电效应。根据爱因斯坦的“光量子概念”,每一个光子具有能量 ,当光照射到金属上时,其能量被电子吸收,一部分耗于电子的逸出功 ,另一部分转换为电子逸出金属表面后的动能。由能量守恒定律得电子的初动能与入射光频率呈线性关系,与入射光的强度无关。任何金属都存在一截止频率 , , 又称红限,当入射光的频率小于 时,不论光的强度如何,都不产生光电效应。此外,光电流大小(即电子数目)只决定于光的强度。实验内容1. 手动测量光电管的U-I特性曲线。(1)将光源、光电管暗盒、微电流放大器等安放在适当位置,光源与光电管的距离取30~50cm,注意两者光路共轴。暂不接线。接通微电流测量放大器电源,预热10~20分钟,进行微电流测量放大器的调零和校准。方法是:“校准、调零、测量”开关置于“调零校准”档,置“电流调节”开关于短路档,调节“调零”旋钮使电流表指零,然后“电流调节”拨向“校准”,调“校准”旋钮使电流表指100,调零和校准可反复调整,使之都能满足要求。(2)用电缆将光电管阴级K与微电流放大器后面板上的“电流输入”相连,用双芯导线将光电管阳极与地连接到后面板的“电压输出”插座上。点亮汞灯。(3) 测量光电管的暗电流.用遮光罩盖住光电管暗盒窗口,将“调零、校准、测量”开关置于“测量”,测量放大器的电压选择置于“直流”,电流调节置 或 ,旋动“电压调节”旋钮,读出-3~+3V间若干电压下相应的电流值,即光电管暗电流。(4)测不同波长的单色光照射时光电管的U-I特性曲线。取下遮光罩,换上滤色片,从-3V开始逐步改变光电管阳极电压,记录相应的光电流。逐次换上5个滤色片,测出不同波长下的U-I曲线,在电流变化明显的地方多测几点,以便准确定出 。2. 用X-Y函数记录仪自动描绘U-I特性曲线。将记录仪的X、Y输入分别与微电流放大器后面板上的X、Y输出相连,将“X量程”置100mV/cm,“Y量程”置1mV/cm,保持手动测试时的实验条件,每换上一个滤色片后,将放大器的“电压选择”开关置“扫描”,自动描绘U-I特性曲线。自动记录时必须密切注视记录笔的移动情况,及时关掉“Y输入”开关或者令记录笔抬起,以免记录仪过载。3. 用微机测绘U-I特性曲线,并求普朗克常数。、(1)在微机的ISA总线插槽上插入PC-XY接口卡,安装电脑X-Y记录仪软件和光电效应测普朗克常数软件。(2)用多芯接口电缆将测量放大器后面板PX-XY接口输出与微机PC-XY接口卡相连。(3)参照GD-Ⅳ微机光电效应实验仪使用说明书附录进行X、Y调零,用电脑X-Y记录仪软件采集5种波长下的U-I特性曲线存成数拓文件(.XYD)。(4)用光电效应测普朗克常数分析软件,测量普朗克常数,并计算实验误差(相对h的公认值),并打印。软件使用方法可参看该软件的“在线帮助”或者仪器使用说明书。 注意事项1. 微机PC-XY接口卡上一定不要接其他外设,否则会损坏主机和外设。2.汞灯熄掉后要等几分钟才能再点燃,所以一般不要轻易关汞灯。