光电效应和普朗克常量的测定
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实验目的
了解光电效应的基本规律，学会用光电效应法测普朗克常量；测定并画出光电管的光电特性曲线。
实验仪器
水银灯、滤光片、遮光片、光电管、光电效应参数测试仪。
实验原理
光电效应：
当光照射在物体上时，光子的能量一部分以热的形式被物体吸收，另一部分则转换为物体中一些电子的能量，是部分电子逃逸出物体表面。这种现象称为光电效应。爱因斯坦曾凭借其对光电效应的研究获得诺贝尔奖。在光电效应现象中，光展示其粒子性。 光电效应装置：
S为真空光电管。内有电极板，A、K极板分别为阳极和阴极。G为检流计（或灵敏电流表）。无光照时，光电管内部断路，G中没有电流通过。U为电压表，测量光电管端电压。 由于光电管相当于阻值很大的“电阻”，与其相比之下检流计的内阻基本忽略。故检流计采用
“内接法”。
用一波长较短（光子能量较大）的单色光束照射阴极板，会逸出光电子。在电源产生的加速电场作用下向A级定向移动，形成光电流。显然，如按照图中连接方式，U越大时，光电流I势必越大。于是，我们可以作出光电管的伏安特性曲线，U=I曲线关系大致如下图：
随着U的增大，I逐渐增加到饱和电流值IH。
另一方面，随着U的反向增大，当增大到一个遏制电位差Ua时，I恰好为零。此时电子的动能在到达A板时恰好耗尽。 光电子在从阴极逸出时具有初动能所做的功。即：12mv，当U=Ua时，此初动能恰好等于其克服电场力212mv?e|Ua| 2根据爱因斯坦的假设，每粒光子有能量??hv。式中h为普朗克常量，v为入射光波频率。 物体表面的电子吸收了这个能量后，一部分消耗在克服物体固有的逸出功A上，另一部分
则转化为电子的动能，让其能够离开物体表面，成为光电子。 于是我们得到爱因斯坦的光电效应方程：hv?12mv?A 2由此可知，光电子的初动能与入射光频率成线性关系，而与光强度无关。（光强度只对单位时间内逸出物体表面的光电子的个数产生影响） 光电效应的光电阈值：
红限：当入射光频率v低于某一值v0时，无论用多强的光照都不会发生光电效应。由光电效应方程易得这个频率v0?A/h，称为红限。 测量普朗克常量的方法： 用光波频率为的单色光照射阴极板，测量其遏制电位差Ua。 于是有： hv?e|Ua|?A 所以： |Ua|?hAv? ee这表明了截止电压|Ua|和光波频率v成正比。 实验中获得单色光的方法：
使用水银灯发出稳定白光作为光源，再使用不同颜色的滤光片罩在光电管的入光口以得到相应颜色的单色光，还可以使用不同透光度的遮光片罩在水银灯的出光口以得到不同强度的光。可见光区水银灯的强谱线如下表所示：
实验中可能出现的误差的预分析：
为了获得准确的遏止电位差值，本实验用的光电管应该具备下列条件： (1) 对所有可见光谱都比较灵敏。
(2) 阳极包围阴极 ，这样当阳极为负电位时，大部分光电子仍能射到阳极。
光电效应和普朗克常量的测定-实验报告
