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光电效应实验报告(同名18198)
北京科技大学大学物理实验报告
光电效应
【实验目的】
了解光电效应的规律，加深对光的量子性的认识。
测量普朗克常量。
【实验仪器】
ZKY-GD-4光电效应实验仪，其组成为：装在光电管暗盒光输入口上，翻开汞灯遮光盖。此时电压表显示
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UAK的值，单位为伏；电流表显示与UAK对应的电流值I，单位为所选择的“电流量程〞。用电压调节键→、←、↑、↓可调节UAK的值，→、←键用于选择调节位，↑、↓键用于调节值的大小。
③从低到高调节电压〔绝对值减小〕，观察电流值的变化，寻找电流为零时对应的UAK ，以其绝对值作为该波长对应的U0的值，并将数据记于表1中。为尽快找到U0的值，调节时应从高位到低位，先确定高位的值，再顺次往低位调节。
④ nm， nm，， nm的滤色片，重复以上测量步骤。
2〕 自动测量
①按“手动/自动〞模式键切换到自动模式。
此时电流表左边的指示灯闪烁，表示系统处于自动测量扫描范围设置状态，用电压调节键可设置扫描起始和终止电压。〔注：显区左边设置起始电压，右边设置终止电压〕
实验仪设有5个数据存储区，每个存储区可存储500组数据，由指示灯表示其状态。灯亮表示该存储区已存有数据，灯不亮为空存储区，灯闪烁表示系统预选的或正在存储数据的存储区。
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②设置好扫描起始和终止电压后，按动相应的存储区按键，仪器将先去除存储区原有数据，等待约30秒，然后按4mV的步长自动扫描，并显示、存储相应的电压、电流值。扫描完成后，仪器自动进入数据查询状态，此时查询指示灯亮，显示区显示扫描起始电压和相应的电流值。用电压调节键改变电压值，就可查阅到在测试过程中，扫描电压为当前显示值时相应的电流值。读取电流为零时对应的UAK ，以其绝对值作为该波长对应的U 的值，并将数据记于表1中。
表1 U0 —v关系 光阑孔Φ= mm
波长λi(nm)





频率vi (×1014 Hz)





截止电压
U0i(V)
手动
自动
按“查询〞键，查询指示灯灭，系统回复到扫描范围设置状态，可进行下一次测量。将仪器与示波器连接，可观察到
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UAK为负值时各谱线在选定的扫描范围内的伏安特性曲线。
3、测光电管的伏安特性曲线：
此时，将“伏安特性测试/截止电压测试〞 状态键切换至伏安特性测试状态。“电流量程〞开关应拨至10-10 A档，并重新调零。
将直径4mm的光阑及所选谱线的滤色片装在光电管暗盒光输入口上。测伏安特性曲线可选用“手动/自动〞两种模式之一，测量的最大范围为-1～50V。，自动测量时步长为1V。记录所测UAK及I的数据。
从低到高调节电压，记录电流从零到非零点所对应的电压值并作为第一组数据，以
后电压没变化一定值〔可选为1V〕记录一组数据到数据记录表中。
换上546nm的滤色片，重复上述实验步骤。
② 在UAK为50V时，将仪器设置为手动模式，测量记录同一谱线、同一入射距离、光阑分别为2mm,4mm,8mm时对应的电流值于数据记录表中。
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③在UAK为50V时，将仪器设置为手动模式，测量并记录同一谱线、同一光阑、不同入射距离时对应的电流值于数据记录表中。
【实验数据处理】
〔1〕求普朗克常数
实验中测得的数据如下表所示：
U0与v0关系数据记录表
光缆孔
波长/nm





频率





截止电压U0i/V
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由实验数据得到的截止电压U0与光频率的关系如以下列图所示：
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截止电压与光频率的关系曲线
由eU0=hv-A可知，上述直线的斜率为，那么普朗克常量为：

而由最小二乘法的得到的斜率的标准差为，那么可知所求的普朗克常量的不确定度为：
测得的普朗克常量与公认值的相对误差为：
实验得到的普郎