目录

 前言

 一、光电效应理论介绍

1、什么是光电效应

2、光电效应规律

3、爱因斯坦光电效应方程

二、光电效应实验

1、实验原理

2、实验目的

三、实验步骤及数据记录

（一）、测量普朗克常量h

（二）、测量光电管的伏安特性曲线和光电特性曲线

 三、数据处理与分析

        1、计算过程：

        2、误差分析：

        3、可视化分析：

  定义：在光的照射下，物体表面发出电子的现象叫做光电效应。发射出来的电子叫光电子。

        1）光电效应的发生几乎是瞬时的，时间不超过10－9s

        2）任何金属都有一个能产生光电效应的最低照射光频率，叫做极限频率

        3）光电子的最大初动能随入射光频率的增大而增大，而与入射光强度无关。

        4）光电流强度与入射光的强度成正比．

所以：光电效应的发生与否,与光的强弱无关,与照射时间的长短无关,与光的频率、金属材料的种类有关。

        1）逸出功  ：

        2）爱因斯坦光电效应方程：

        1）单位时间内,受光照的金属板释放出来的电子数和入射光的强度成正比

        2）光电子从金属表面逸出时具有一定的动能， 光电子的最大初动能与入射光的强度无关。

        3）光电子从金属表面逸出时的最大初动能与入射光的频率成线性关系。当入射光的频率小于   截止频率时，不管照射光的强度多大，都不会产生光电效应。

         1）、了解光电效应的规律，加深对光的量子性的理解。

         2）、 测量普朗克常数 h。

         3）、 测量光电管的伏安特性曲线。

         4）、 测量光电管的光电特性曲线。

        1）将测试仪的电压选择按键切换至-4V～0V档，然后将电压调至反向最大，即-4V附近。光电流测量档位调至A档，并按照前述方法调零。  

        2）取下遮光盖，将激光光源移近光电管暗盒，避免环境光射入光电管。将激光光源的光强档调至第5档，波长档位调至最短波长，并打开激光光源的工作电源开关。

        3）点亮激光光源，然后从低到高往0V电压方向单向调节电压（应尽量避免光电流大幅超过零后的回调），直到光电流稳定在0.0×A，将该波长下此时对应的电压U0的绝对值记录于表 1中。

        4）严格按照从短波到长波顺序，依次调节波长档，重复步骤3。

表 1  测量截止电压U0与光频率ν的关系

波长λ (nm)

 406

450 

488 

 519

635 

频率ν (×Hz)

 7.39

 6.67

6.15 

 5.78

 4.72

截止电压绝对值|U0| (V)

 1.352

 1.053

 0.854

0.714 

0.340

        1）移开激光光源，将偏振片安装在激光光源出光孔上，并用遮光盖遮住光电管暗盒进光孔。将测试仪的电压选择按键切换至-4V～+30V档，光电流测量档位调至A档，将仪器按照前述方法调零。

        2）将激光光源的光强档调至第5档，选定某波长并点亮3min，人眼观察遮光盖上反射的光斑亮度变化情况，旋转偏振片，直到光斑亮度最小（注意：避免强光直射人眼），然后锁紧偏振片。

        3）取下光电管暗盒遮光盖，将激光光源移近光电管暗盒，避免环境光射入光电管。

        4）将电压调至26.0V±0.1V。小心仔细地旋转偏振片，使光电流在（100±50）×A范围内时锁紧偏振片。注意：光电流严禁超过200×A，否则影响光电管寿命。  

        5）将电压调回0.0V±0.1V等待光电流显示稳定（约1min），然后记录从0.0V～26.0V（推荐间隔2.0V）的光电流于表 2中。

        6）然后依次减小光强档位，重复步骤5。

表2 测量光电管的伏安特性曲线和光电特性曲线  =450nm

UAK(V)

0.0

2.0

4.0

6.0

8.0

10.0

12.0

14.0

16.0

18.0

20.0

22.0

24.0

26.0

光电流I(×A)

1档

3.8

14.9 

23.7 

29.4 

36.8 

43.1 

48.1 

52.2 

55.4 

58.9 

61.5 

64.5 

66.8 

68.9 

2档

4.5

17.5

 27.8

 34.4

43.2 

50.6 

 56.4

61.2 

64.9 

69.1 

72.1 

75.7 

78.3

 80.6

3档

5.2

20.1

 32.0

 39.6

49.7 

 58.3

 64.9

70.5 

74.7

 79.4

83.4

 87.0

90.1 

 92.8

4档

5.8

22.5

 36.0

 44.5

55.9

65.5 

72.8 

 79.1

83.9

89.1 

93.7

97.7 

101.6

 104.1

5档

6.6

24.6 

39.6 

 49.2

61.8

 72.4

80.6 

87.4 

92.7

 98.6

103.6

108.1

111.9 

115.1

        通过实验，我们将五个不同波长对应的截止电压测量出来，利用公式      求出每个波长对应的频率，绘制出 关系曲线，然后利用已知点构造新方程如下：

 最后我们算出来的普朗克常量h’与实际值存在较大的误差，这可能由于测量的数据不精准和实验设备的老旧磨损原因。

 以上就是这次实验的全部内容，存在诸多的问题，欢迎大佬们指正！