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光电效应试验汇报
姓名：付剑飞；学号：120；班级：12光科
摘 要 1887年，赫兹在研究电磁辐射时意外发觉，光照射金属表面时，在一定条件下，有电子从金属表面溢出，这种现象被称作光电效应，多溢出电子称为光电子。由此光电子定向运动形成电流称为光电流。19爱因斯坦用光量子理论圆满解释了光电效应得出爱因斯坦光电效应方程并由此取得诺贝尔奖，可见光电效应关键性。此次试验便是这这么理论基础上开展测量相关光电管U-I曲线和截止频率等工作。
关键词 光电子；截止频率；光电流；普朗克常数；截止电压；爱因斯坦方程
引言
光电效应和光量子理论在物理学发展史上含有划时代意义，量子论是近代物理理论基础之一。而光电效应则能够给量子论以直观鲜明物理图像。本试验利用“减速电势法”测量光电子动能，从而验证爱因斯坦方程，并测得普朗克常数。经过试验有利于了解量子理论。
【试验目标】
1、经过试验了解光量子性；
2、测量光电管弱电流特征，找出不一样光频率下截止电压；
3、验证爱因斯坦方程，并由此求出普朗克常数。
【仪器用具】
ZKY-GD-3普朗克常数测试仪。
本仪器关键由光源，滤色片（5片）和光阑（3片，直径分别是2mm,4mm,8mm），光电管，微电流测量仪四部分组成。
【试验原理】
一、光电效应和爱因斯坦方程
用适宜频率光照射在一些金属表面上时，会有电子从金属表面逸出，这种现象叫做光电效应，从金属表面逸出电子叫光电子。为了解释光电效应现象，爱因斯坦提出了“光量子”概念，认为对于频率为 光波，每个光子能量为
式中， 为普朗克常数，它公认值是 = 。
根据爱因斯坦理论，光电效应实质是当光子和电子相碰撞时，光子把全部能量传输给电子，电子所取得能量，一部分用来克服金属表面对它约束，其它能量则成为该光电子逸出金属表面后动能。爱因斯坦提出了著名光电方程：
                  （1）
式中，为入射光频率，为电子质量，为光电子逸出金属表面初速度， 为被光线照射金属材料逸出功，为从金属逸出光电子最大初动能。
由（1）式可见，入射到金属表面光频率越高，逸出电子动能肯定也越大，所以即使阴极不加电压也会有光电子落入阳极而形成光电流，甚至阳极电位比阴极电位低时也会有光电子落到阳极，直至阳极电位低于某一数值时，全部光电子全部不能抵达阳极，光电流才为零。这个相对于阴极为负值阳极电位被称为光电效应截止电压。
   显然，有
                      （2）
代入（1）式，即有
                       （3）
由上式可知，若光电子能量，则不能产生光电子。产生光电效应最低频率是，通常称为光电效应截止频率。不一样材料有不一样逸出功，所以也不一样。因为光强弱决定于光量子数量，所以光电流和入射光强度成正比。又因为一个电子只能吸收一个光子能量，所以光电子取得能量和光强无关，只和光子频率成正比，，将（3）式改写为
                  （4）
上式表明，截止电压是入射光频率线性函数，图2，当入射光频率时，截止电压，没有光电子逸出。图中直线斜率是一个正常数：
                           （5）
由此可见，只要用试验方法作出不一样频率下曲线，并求出此曲线斜率，就能够经过式（5）求出普朗克常数。其中 是电子电量。
U0-v 直线
二、光电效应伏安特征曲线
下图是利用光电管进行光电效应试验原理图。频率为 、强度为 光线照射到光电管阴极上，即有光电子从阴极逸出。如在阴极K和阳极A之间加正向电压
，它使K、A之间建立起电场对从光电管阴极逸出光电子起加速作用，伴随电压增加，抵达阳极光电子将逐步增多。当正向电压 增加到时，光电流达成最大，不再增加，此时即称为饱和状态，对应光电流即称为饱和光电流。
光电效应原理图
因为光电子从阴极表面逸出时含有一定初速度，所以当两极间电位差为零时，仍有光电流I存在，若在两极间施加一反向电压，光电流随之降低；当反向电压达成截止电压时，光电流为零。
爱因斯坦方程是在同种金属做阴极和阳极，且阳极很小理想状态下导出。实际上做阴极金属逸出功比作阳极金属逸出功小，所以试验中存在着以下问题：
（1）暗电流和本底电流存在，可利用此，测出截止电压（赔偿法）。
（2）阳极电流。制作光电管阴极时，阳极上也会被溅射有阴极材料，所以光入射到阳极上或由阴极反射到阳极上，阳极上也有光电子发射，就形成阳极电流。因为它们存在，使得I～U曲线较理论曲线下移，以下图所表示。
伏安特征曲线
【试验步骤】
一、调整仪器
 (1)连接仪器；接好电源，打开电源开关，充足预热（不少