光电效应实验.ppt

◆大学物理实验光电效应及普朗克常量的测定
主讲:巫志玉
历史背景:
1、1887年,赫兹在实验中观察到了光电效应现象
2、1900年,普朗克提出了量子假说
3、1905年,爱因斯坦提出了光子假说
4、1916年,密立根证实了爱因斯坦的光电效应方程
普朗克
康普顿
赫兹
爱因斯坦
密立根
5、1922年,康普顿发现了康普顿效应
◆加深对光的本性的认识过程
微粒说(牛顿) →波动说(惠更斯) →电磁说(麦克斯韦)
◆加深对量子学说认识的历史发展过程
太阳能飞机
烟雾报警器
颜色检测器
光电自动门
转速测定
有声电影机
一、实验目的
1、了解光电效应的基本规律
2、测定光电管的伏安特性曲线
3、掌握用作图法测定普朗克常数的方法
二、仪器用具
FB807A型光电效应(普朗克常数)测定仪
三、实验原理
1、光电效应
◆当光照射到某些金属表面上时,会有电子
从金属表面即刻逸出的现象
光电效应
外光电效应
内光电效应
光电导效应
光生伏特效应
◆光电效应的基本规律
(1)、仅当光频高于某一阈值(截止频率)时,才能
从金属表面打出光电子
(2)、单个光电子的动能随光频提高而增大,与入
射光强无关
(3)、光电流仅与光强有关且成正比,与光频无关
(4)、光电效应是瞬时效应,电子吸收光能几乎不
需要积累时间
2、爱因斯坦光电效应方程
爱因斯坦认为从一点发出的光不是按麦克斯韦电
磁学说指出的那样以连续分布的形式把能量传播到空间,而是频率为ν的光以hν为能量单位(光量子) 的粒子形式地向外辐射。
至于光电效应,光是以光粒子的形式打在金属的表面,金属中的电子要么不吸收能量,要么就吸收一个光子的全部能量,而无需积累能量的时间;只有当这能量大于电子摆脱金属表面约束所需的逸出功WS时,电子才会以一定的初动能逸出金属表面。
其中:h为普朗克常数(公认值h0=×10-34J·S)
υ为入射光的频率
m为电子的质量
v为光电子逸出金属表面时的初速度
WS为金属材料的逸出功
3、密立根实验
◆截止电压US
当光电管AK之间加上反向电场使光电流为0时的电压
A
K
4、光电管的伏安特性曲线
◆光电管理想伏安特性曲线
◆光电管实测伏安特性曲线
光电流包含:
(1)暗电流:主要由热电子发射与管壳漏电造成
(2)本底电流:主要由杂散光射入光电管造成
(3)反向电流:主要由材料污染阳极造成
光电管理想伏安特性曲线
光电管实测伏安特性曲线