求关于普朗克常量及爱因斯坦光电效应方程的公式的详解

仪器|运动|仪器保养方法|交流实验于1905年，年仅26岁的爱因斯坦（A.Einstein）光量子假说，发表光电效应的物理理论发展史上一个具有里程碑意义，10在年后有天赋的物理学家罗伯特·密立根，米利光荣的实验证实。两个物理主之间微妙的默契，推动物理学的发展，他们是因光电效应等方面的杰出贡献，诺贝尔物理学奖于1921年和1923年，分别。光电效应实验和其上的光量子理论解释量子理论的建立和发展具有划时代的深远意义在解释光的波粒二象性。光电子器件利用光电效应已广泛应用于科学和技术，并仍在不断开拓新的应用领域，具有广阔的应用前景。这个实验的目的是要了解光电效应的基本规律和光电效应测量普朗克常数，测定的电光学特性的光学镜筒曲线。实验原理在物体上的光中，只有一部分光被物体吸收，而另一部分被转换成一些对象中的电子的能量以热的形式的能量，从而使电子发射表面称为逃逸电子的光电效应，这种现象被称为光电子。在光电效应，光的颗粒的性质，因此，这种现象是非常重要的了解光的性质。光电效应实验的原理示于图8.2.1-1。其中S是一个真空光电管，K为阴极，A为阳极。当曝光时的阴极，阳极和阴极电路，使检流计G，没有电流流过，光电流时，形成有一个相对短的波长的单色光照射到阴极K，与加速度的光电流的电位差U变化的伏安特性曲线示于图8.2.1-2。 光电流和入射光强度，加速电位差U的增加和加速增加的电势差增大到目标幅度中的光电流之间的关系，光电流达到饱和值，饱和电流与光强度成正比，与入射光频率无关。当变为负时，光电流迅速减小。实验结果表明，有一个路边存在电位差，当达到此值的电势差时，光电流为零。 光电子的初动能与入射光光电子从阴极逃逸的频率之间的关系，初始动能，减速电压光电子逆着电场力的方向，年底的K到A的极限运动。光电子不再能达到A电极，光电流为零。的电子的初始动能等于克服受电场力的工作。 （1）根据爱因斯坦关于光的性质的假设，只是一个运动的粒子流，这些光粒子称为光子。每个光子的能量，其特征在于，普朗克常数的频率的光波。因此，对应于不同频率的光子的能量不同的光波。光电子吸收光子的能量，被消耗的部分，以克服为A的电子功函数，而另一部分被转换成电子的动能。能量守恒定律节目（2）（2）被称为爱因斯坦光电效应方程。因此，在开始的光电子的动能与入射光频率呈线性关系，无论入射光的强度。 n个光电效应的实验表明，当光的频率，不论多强度的物质上的光入射不产生光电效应，根据式（2），被称为红色的限制光电阈值。爱因斯坦的光电效应方程同时提供测量普朗克常数的方法：可以通过以下方式获得的方程（1）和（2）。当单色光源具有不同的频率（），是第一次同时两个方程可以由此获得对应于两个不同频率的单色光测量，以遏止电势差，可以计算莆普朗克常数，直路的斜率确定线。因此，测量普朗克常数利用光电效应在于在单色，光电电压特性曲线和决心遏制电位差。实验中，单色光后汞灯光源单色器来选择线路。汞灯是一种气体放电光源，点火稳定后，几个波长相差的遥远的有力的线条在可见光区，如表8.2.1-1所示。鼓轮一次读数单色仪的出射光的波长有一个一对一的对应关系，可以检测到单色仪的校准曲线，发射的单色光（单色仪的结构和使用的波长，请参考的相关手册）汞灯（白炽光）也可以被使用与单色光的联合作用的过滤器。为了获得准确的停止实验光电管之间的电位差应满足以下条件：●更敏感的可见光谱的所有。升包围的阳极通过阴极，阳极是负电位，这样，当光电子仍然可以击中阳极。升阳极的光电效应，电流没有影响。升暗电流是非常小的。然而，实际使用的真空型光电管不完全满足上述条件。由于由光电效应引起的阳极的反向电流和暗电流的存在下，即没有光照射时（电流），使测得的电流值是，实际上，两个电流由阴极光电效应产生的正向电流份，伏安曲线和U轴相切。由于暗电流发射的热电子的阴极和光电管壳楼的原因，与阴极正向光电流相比，它的值是非常小的，基本上呈线性变化的电位差U，因此，可以忽略不计其遏制电位差的影响。阳极反向光在实验中，更重要的，但它是受一定的规则。因此，为了确定停止的电势差，可以使用的方法有两种：升交点的方法光电管阳极的功函数较大的材料，生产过程中，以防止蒸发的阴极材料，通电实验前光电管，以减少溅射的阴极材料在其上的阳极，实验避免入射光直接照射到阳极上，使反向电流的伏安特性曲线图可以大大减少。 8.2.1-2非常接近曲线与U轴交点的电位差是大致相等的，以防止电势差，即交点法。升拐点方法光电管阳极反向光电流，但在结构设计中，如果反向光电流可以迅速饱和，伏安特性曲线的反向电流进入饱和段是一个明显的拐点，例如如图8.2所示.1-3，这的拐点是阻止电位差的电位差。通过实验了解光电效应的基本规律，并测量普朗克常数利用光电效应实验内容。 577.0nm为546.1nm，435.8nm，404.7nm肆单色光测定的伏安特性曲线的光电池，并根据该曲线确定的停止电势差计算普朗克常数。用于在本实验仪器：光电单色器（或过滤器），汞灯，检流计（或微电流计），直流稳压电源，直流电压表，所示的接线图，示于图8.2.1-4。实验光比较弱，它的价值和光电电池类型，单色强度的因素，因此应根据实际情况选用合适的测量仪器。例如，选择GD-4 GD-5，或1977型光电可选除以检流计的价值应该是关于A /索引。如果你想测量微弱的电流可用微电流计可以测量的电流。由于高内阻的光电池，光电流是如此之弱，测量应注意抗电磁干扰来自外部。避免阳光直射和阳极防止杂散光干扰。 n为曲线，使用光电阴极材料红色的极限频率线性回归方法，工作的功能和价值，并比较普遍接受的价值计算。选做升伏安特性曲线测量光管正压下。升测定的电光学特性的光学镜筒曲线，饱和光照射的光强度的关系。升自己设计的加速电压电流特性的测量光电池的光电流，改变光源和光电管的距离，光强度成正比，该测定光电池的光电特性曲线的使用。 N（1）测量光电管的伏安特性曲线在正压力下的设计内容。 N（2）的光管的电光学特性的测定，饱和光电流与光曲线的强度，与实验结果进行了分析。
1）中央峰波长值？和其相应的透光率的过滤器，选择一组合适的过滤器，并设计解决方案，以加速电压电流特性测量光电光。 /> 2）来改变的光源和光电管的距离为d，使用该测量光电池的光电特性曲线的光强度成正比。

实验效果n从光电管的伏安特性曲线，验证爱因斯坦光电效应方程。缔合正确的数据处理方法计算普朗克常数和光电阴极材料的红限制。爱因斯坦的光电效应方程实验困难n本实验验证，需要测量正向和反向特性曲线的光管，如何正确的设计光电管的阳极和阴极的电源接线图？ 实验设计，反向光电池的伏安特性曲线，测得的不同的光的频率相对应的停止电势差，从而计算普朗克常数和光电管的阴极材料的红色限制。