普朗克光電測量方法

① 如何由光電效應測量普朗克常數

如何由光電效應測量普朗克常數
具體的實驗器材
汞燈
鏡子
測量光電效應的儀器(電流計)等
我所知道的有兩種
一種是用不同透光強度的濾光鏡以得到不同光強
一種是通過換不同透光鏡得到不同波長的光
關鍵在於找到臨界波長,再利用愛因斯坦光電方程以及動量與波長關系求出h
注意實際操作時要利用補償法將誤差電流消掉
否則電流計測得的數值將出現大誤差
hf=W+1/2mv^2
f為光子的頻率，
W為電子在該金屬的逸出功，
1/2mv^2為電子逸出後的最大初動能，
可求出普朗克常數h
以上僅供參考

② 光電效應及普朗克常量的測量實驗現象

光電效應實驗及其光量子理論的解釋在量子理論的確立與發展上，在解釋光的波粒二象性等方面都具有劃時代的深遠意義。利用光電效應製成的光電器件（如：光電管、光電池、光電倍增管等）在科學技術中得到廣泛的應用，並且至今還在不斷開辟新的應用領域，具有廣闊的應用前景。
【實驗目的】

1、了解光電效應基本規律；

2、用光電效應方法測量普朗克常量；

3、測定光電管的光電特性曲線。

【實驗儀器】

【實驗原理】

當光照在物體上時，光的能量僅部分地以熱的形式被物體吸收，而另一部分則轉換為物體中某些電子的能量，使電子逸出物體表面，這種現象稱為光電效應，逸出的電子稱為光電子。在光電效應中，光顯示出它的粒子性質，所以這種現象對認識光的本性，具有極其重要的意義。

光電效應實驗原理如圖5-26-2所示。其中S為真空光電管，K為陰極，A為陽極。當無光照射陰極時，由於陽極與陰極之間是斷路，所以檢流計G中無電流流過，當用一波長比較短的

單色光照射到陰極K上時，形成光電流，光電流隨加速電位差U變化的伏安特性曲線如圖5-26-3所示。

1、 光電流與入射光強度的關系

光電流隨加速電位差U的增加而增加，加速電位差增加到一定量值後，光電流達到飽和值，飽和電流與光強成正比，而與入射光的頻率無關。實驗指出，有一個遏止電位差存在，當電位差達到這個值時，光電流為零。

2、光電子的初動能與入射光頻率之間的關系

實驗證明：光電子的最大初動能與入射光的強度無關，只與入射光頻率有關。

3、光電效應有紅限頻率存在

不論用多強的光照射到物質都不會產生光電效應.

實驗時，應根據光電管的U～I曲線的特點來選擇交點法或拐點法。本實驗採用的光電管，其陰極電流上升很快，反向電流較小，故採用「交點法」確定截止電壓。

【實驗內容與步驟】

1、測試前的准備

(1)用遮光蓋擋住汞燈光源出光口，將測試儀及汞燈電源接通，預熱20分鍾，使其處於穩定工作狀態。

(2)調節實驗儀板面「電流調零」旋鈕，使其顯示「000.0」。每換一次量程，必須重新調零。

(3)用屏蔽電纜線將微電流輸入端與K連接、電壓輸出端與光電管暗箱A及接地連接。

2、測量光電管的伏安特性曲線。

(1)將實驗儀「電壓選擇」鍵置於「-2V～+30V」狀態，將「電流量程選擇」開關置於「」檔。

(2)將測定儀電流輸入電纜斷開，調節實驗儀「電流調零」旋鈕，使電流顯示「00.0A」，重新接上電流輸入電纜線。

（3）將光闌及365.0nm的濾色片裝在光電管暗盒的光輸入口上，撤掉光源出光口的遮光蓋。注意在此過程中必須用擋片遮一下汞燈，否則容易擊穿光電效應儀。從低到高緩慢調節「-2V～+30V」電壓微調旋鈕，記錄電流從零到非零點所對應的電壓值作為第一組數據，令電壓輸出值緩慢由-2伏增加到+30V，-2到0之間每隔0.3V記一個電流值，0到30之間每隔2V記一個電流值。將數據記錄於表5-26-1中。在伏安特性曲線轉彎處應多測幾組數據，以便作圖。

(4)依次換上404.7nm、435.8nm、546.1nm、577.0nm的濾色片，重復步驟（1）、（2）、（3）。

3、測量普朗克常數

（1）將實驗儀「電壓選擇」鍵置於「–2 V～＋2V」檔，將「電流量程選擇」開關置於「」檔。將測試儀電流輸入電纜斷開，調零後重新接上。

（2）將光闌及365.0nm的濾色片裝在光電管暗盒的光輸入口上，撤掉光源出光口的遮光蓋。注意在此過程中必須用擋片遮一下汞燈，否則容易擊穿光電效應儀。

（3）從高到低調節「–2 V～＋2V」微調旋鈕，用「交點法」測量該波長對應的截止電壓，並將數據記錄於表5-26-2中。

（4）依次換上404.7nm、435.8nm、546.1nm、577.0nm的濾色片，重復步驟（1）、（2）、（3）。

③ 普朗克常數測定方法有哪些

第一、首先測量光波的頻率，v，這個是怎麼測定的? 顯然只有用一種單色光才能測量，但是白光測量一個平均頻率也未必不可。
測量過程是這么完成的:
1、將足夠強的光照射，被夾住的金屬線圈，很小的線圈，只有頭發絲1/N那麼細，必須在放大鏡子下，把金屬絲反復刻畫的很小。直到，金屬線圈裡面能夠發生電流在磁場里震動，並震動出聽不見超聲波。超聲波出現後，線圈附近的小蟲子會死亡。(小蟲子死亡，所以叫撲榔克)
2、當金屬絲的電流震動頻率，不能再高的時候，就被確定為與光波頻率相當。 所以，實際人類根本直接測量不了光波的頻率，而是光波產生的電磁場，在規定的某個線圈下感生電流，在規定的實踐磁鐵里，機械震動的頻率。
3、降匹配，就是把超聲波降為普通聲波，計算最初測量值。 由於，線圈很多，那麼把同質量A的N個細線圈=一個線圈的質量為A，就可以變成可看見頻率的機械振動，用秒錶打紙帶法給看見測量出來，一般計演算法為: 頻率Vl(初始頻率)=最終頻率*N，因為其感應質量相等。 假如紙帶上打的是62.31個頻率，線圈是100個對1個，於是就計算出該光波的頻率為6231，實際這種測量法是聲學的，至於光的頻率究竟是不是這個，這個辦法表現不了。
4、還有一個辦法是測量水分子的電磁旋轉，H2O是有極性的，就是在光波電磁場作用下會在水裡旋轉，那麼在零度時，用一個絕緣水池，然後在水裡滴一點油蠟，然後在蠟包裹一個小冰塊，小冰塊就會在大量水分子的旋轉感應下，旋轉起來，就看見可見頻率，快速攝影。 然後，一次將水面的半徑縮小，當發現多餘的水面寬度就去掉。當冰塊旋轉速度不變時，盡可能減小水量。 最後，就得到一個數學關系v水=V冰*水質量/冰質量。 如果運氣好，會發現這種測量結果，跟上面相似。 兩個H原子，與O原子是三角形關系，O原子大，在電磁場作用下，必然旋轉。
5、還有一種變換顏色法，可以測量紫外線的頻率或波長，在一個有感光紫外線的細菌的面板上。因為這些細菌見到紫外線要死亡，但是紫外線一個波長最多隻能讓一個細菌死亡。那麼用紫外線槍，在顯微鏡子下拉過，就可以直接看見死亡個數，而拉過的時間可以很長，並得到精確時間計量，就可以算出紫外線的波長和頻率了。 所以，目前人類唯一測量準的是紫外線的波長和頻率。 6、測量完成頻率，同時也可以測量所謂普朗克常數，簡單地很，就是把單頻率的只能吐一個光子的，紫外線(是現測量線把出光孔調節小的,並盡量縮短通電時間)槍水平掃射，顯微鏡鏡子下的細菌，細菌會被沖走一段距離。 由於該細菌的質量可以被群體測量，那麼細菌獲得的動能就能得到1/2mvv，=hv,就這樣所謂普朗克常數就被測量了。 還有就是有的化學物質，在紫外線下作用下，既燃燒，不發熱，不放熱，紫外線轉變成紅外線，會導致溫度提升，那麼作用時間T/V=，就是作用總波長的個數，該物質表面的大小確定，在時間T內作用的波長個數被計算。當製造一個全屏蔽紅外線輻射出去的密閉環境，就可以計算出總能量E=hv。h就被測量了。 這就是為什麼h這個數字那麼小的原因了，因為顯微鏡下完成的。 至於愛因斯坦那光電管，質能關系式E-W=hv，那可能根本就是騙人的，因為電子根本看不見，W雖然可以用JJ湯母遜的磁場偏轉測量速度，但是計數器，並不能同時計算電子個數。 現在俺想起來了，1970年俺曾經被劫持到德國的哥廷根大學，某個黑實驗室，在顯微鏡下，把紫外線槍平放幫他們測量了普朗克常數。 世界上，根本沒普郎克這個人。一切全是假的。這全是楊上昆催眠俺的錯。 因為細菌在紫外線槍射擊下，先被沖走，然後破裂死亡，就沖不動了。個別沒有死亡的，就可以沖的更遠一些，一般說來，該材料上相對該細菌的摩擦力系數，可以被類似其他材料規律給測定，就可以估算一個數值。但是，當在面板邊沿，被沖走死亡的細菌就會掉落，在一定高度上的另一個面板上，形成許多死亡細菌線，這是一個拋物線，當拋物線垂直下落時，就是細菌獲得的空氣阻力做功=最初獲得的動能。一般說來，不理這個細節，以平均速度(V0+VT)/2，就可以得到該細菌微粒，最初獲得的動能了。 至於，被幾個波長的紫外線沖走的，因為那是等差級數，很容易分析出結果的。一般說來，一個細菌只能與一個波長相互作用，就是幾個也沒關系，那是整數倍。 別小看了細菌，在微觀測量里經常藉助的細菌大軍，因為其痕跡比照相材料精密，並可以在顯微鏡下測量。 德國的那個普朗克論文，實際就是想隱瞞這個測量方法的真實秘密。 那些德國人，用了幾十年的測量方法也沒測量出來。因為，他們反復研磨更細小的物質，企圖讓紫外線推動，但是一直沒實現。 俺只拿了兩塊空玻璃板，一上一下，在顯微鏡鏡子下看見細菌的痕跡，把兩塊靠近的玻璃板零距離，弄到生物學顯微鏡下，一看，原來所謂拋物線是現成的。 --------------------------------- 要測量細菌掉落的時間，他們是怎麼搞的? 就是在下面那個玻璃板下弄一個豎立向上的顯微鏡，利用快速閃光照相機照相，上面的紫外線槍在電源計時器控制下，就可以測量出，細菌微粒飛行的時間:
1、感光照相到細菌的時間測量精確為T照，紫外線槍啟動的時間為T紫，細菌微粒被紫外線擊打的拋物線落到下面玻璃板上的時間為，(T照-T紫)。
2、兩塊玻璃的高度，為H，H=1/2gtt。t為下落時間，那麼反復上抬下面玻璃板高度，到拋物線終止位置，那麼豎直運動時間=水平運動時間，這樣，細菌水平運動的時間就被重力加速度和高度，給精確測量計算。
3、位移S=V0t-1/2 att,剩下的就是這個加速度和初速度的問題了。這已經接近可以實驗完成的1/2。測量不到V0就等於得不到初始動能。E=1/2MVV=hf(頻率)這個測量就完不成。根據國內某些實驗室的結果，德國的普郎克常數測量也只完成1/2，他們沒有考慮空氣阻力，就得到了S=V0t，從而計算出了V0,因為這也是世界上難得見到的科學實驗秘密了。如果這樣的話，普郎克常數就比實際的大。 V0=(S+1/2att)/t,實際這個空氣阻力，就是利用空氣密度和大氣壓計算的。細菌的顯微鏡半徑，就得到面積，它所受到的阻力等於大氣壓*細菌的截面積，那麼它的加速度=阻力/細菌的質量。 這個實驗，就按照所謂邏輯精密度完成了，但是其每個測量環節的精密度未知。一般說來，培育巨量的該種細菌是可以精密計算其質量的。這是生物學家早完成的工作。

④ 用光電效應法測量普朗克常數的依據是什麼

光電效應法是利用光電效應的原理來計算普朗克常數，首先要得到不同光照頻率下的遏制電壓，做出遏制電壓與光照頻率的關系曲線——一條直線，由於遏制電壓滿足ube=hv/e-w0/e，則該直線的斜率為h/e，用計算機模擬可以得到該直線的方程式，然後得到其斜率，這樣普朗克常數h=ke就可以了。

⑤ 簡述本實驗如何通過光電效應方程測量普朗克常數

你好
具體的實驗器材
汞燈
鏡子
測量
光電效應
的儀器(
電流計
)等
我所知道的有兩種
一種是用不同透
光強
度的
濾光鏡
以得到不同光強
一種是通過換不同
透光鏡
得到不同波長的光
關鍵在於找到臨界波長,再利用愛因斯坦光電方程以及動量與波長關系求出h
注意實際操作時要利用補償法將誤差電流消掉
否則電流計測得的數值將出現大誤差
hf=W+1/2mv^2
f為光子的頻率，
W為電子在該金屬的
逸出功
，
1/2mv^2為電子逸出後的最大初動能，
可求出
普朗克常數
h
以上僅供參考

⑥ 簡述用光電效應測量普朗克常數的實驗原理

這個實驗一般是用光電管來完成的，原理是根據光電效應方程：hv=Ekm+W，式中v是照射到陰極材料的入射光頻率，Ekm是逸出的光電子最大初動能，W是陰極材料的逸出功。
在實驗中，只要把多種不同的入射光頻率v和對應光電子最大初動能Ekm測量出來 ，作出Ekm——v圖像，可得到一條直線，直線的斜率就是普朗克常數h。
最大初動能的測量：在光電管兩端加上反向電壓，從0開始慢慢增大反向電壓的數值，當光電流剛好為零時，記下反向電壓的數值U反，則光電子的最大初動能 Ekm=e*U反，e是電子電量。

⑦ 光電效應實驗測普朗克常量中的拐點法是什麼什麼叫做線性變化的抬頭點急求~在線等答案。

光電效應實驗測普朗克常量中的拐點法：

光電管陽極反向光電流雖然較大，但在結構設計上，若使反向光電流能較快地飽和，則伏安特性曲線在反向電流進入飽和段後有著明顯的拐點，拐點的電位差即為遏止電位差。線性變化的抬頭點就是在拐點出現時。拐點法是一般處理實驗數據的基本方法之一。

實驗內容： 

通過實驗了解光電效應的基本規律，並用光電效應法測量普朗克常量。 

1、在光電管入光口裝上365nm濾光片，電壓為-3V，調整光源和光電管之間的距離，直到光電流為-0.3，固定此距離，不需再變動。 

2、分別測365nm、405nm、546nm、577nm的V-I特性曲線，從-3V到25V，拐點處測量盡量小。

3、裝上577nm濾色片，在光源窗口分別裝上透光率為25%、50%、75%的遮光片，加20V電壓，測量飽和光電流Im和照射光強度的關系，作出Im～光強曲線。 

4、做Ua—V關系曲線，計算紅限頻率和普朗克常數h，與標准值進行比較。

(7)普朗克光電測量方法擴展閱讀：

實驗原理

當光照在物體上時，光的能量僅部分地以熱的形式被物體吸收，而另一部分則轉換為物體中某些電子的能量，使電子逸出物體表面，這種現象稱為光電效應，逸出的電子稱為光電子。在光電效應中，光顯示出它的粒子性質，所以這種現象對認識光的本性，具有極其重要的意義。

光電流隨加速電位差U的增加而增加，加速電位差增加到一定量值後，光電流達到飽和值和值IH，飽和電流與光強成正比，而與入射光的頻率無關。

⑧ 測定普朗克常數的關鍵是什麼怎樣根據光電管

如下。
用光電效應方法測量普朗克常量的關鍵在於獲得單色光、測得光電管的伏安特性曲線和確定遏止電位差值。光電效應實驗及其光量子理論的解釋在量子理論的確立與發展上，在解釋光的波粒二象性等方面都具有劃時代的深遠意義。
利用光電效應製成的光電器件在科學技術中得到廣泛的應用，並且至今還在不斷開辟新的應用領域，具有廣闊的應用前景。本實驗的目的是了解光電效應基本規律，並用光電效應方法測量普朗克常量和測定光電管的光電特性曲線。

⑨ 光電效應測普朗克常數方法研究

用光電效應測普朗克常數
<大學物理實驗>課本P280
[實驗目的]
1、通過實驗深刻理解愛因斯坦的光電效應理論，了解光電效應的基本規律；
2、掌握用光電管進行光電效應研究的方法；
3、學習對光電管伏安特性曲線的處理方法，並用以測定普朗克常數。
[實驗儀器]
GD-4型智能光電效應(普朗克常數)實驗儀(由光電檢測裝置和實驗儀主機兩部分組成)
光電檢測裝置包括：光電管暗箱GDX-1，高壓汞燈箱GDX-2；高壓汞燈電源GDX-3和實驗基準平台GDX-4。
實驗主機為：GD-4型光電效應(普朗克常數)實驗儀，該儀器包含有微電流放大器和掃描電壓源發生器兩部分組成的整體儀器。
[實驗原理]
1、普朗克常數的測定
根據愛因斯坦的光電效應方程：
（1）
(其中： 是電子的動能， 是光子的能量， 是光的頻率， 是逸出功, 是普朗克常量。)
是材料本身的屬性，所以對於同一種材料 是一樣的。當光子的能量 時不能產生光電子，即存在一個產生光電效應的截止頻率 （ ）
實驗中：將 和 間加上反向電壓 ( 接負極),它對光電子運動起減速作用.隨著反向電壓 的增加,到達陽極的光電子的數目相應減少,光電流減小。當 時，光電流降為零，此時光電子的初動能全部用於克服反向電場的作用。即
（2）
這時的反向電壓叫截止電壓。入射光頻率不同時，截止電壓也不同。將（2）式代入（1）式，得
（3）
（其中 ）式中 都是常量，對同一光電管 也是常量，實驗中測量不同頻率下的 ，做出 曲線。在（3）式得到滿足的條件下，這是一條直線。
若電子電荷 ，由斜率 可以求出普朗克常數 。由直線上的截距可以求出溢出功 ，由直線在 軸上的截距可以求出截止頻率 。如圖（2）所示。
2、測量光電管的伏安特性曲線
在照射光的強度一定的情況下，光電管中的電流 與光電管兩端的電壓 之間存在著一定的關系。
理想曲線與實驗曲線有所不同，原因有：
①、光電管的陰極採用逸出電勢低的材料製成，這種材料即使在高真空中也有易氧化的趨向，使陰極表面各處的逸出電勢不盡相等，同時，逸出具有最大動能的光電子數目大為減少。隨著反向電壓的增高，光電流不是陡然截止，而是較快降低後平緩的趨近零點。
②、陽極是用逸出電勢較高的鉑鎢等材料做成，本來只有用遠紫外線照射才能逸出光電子，因為施加在光電管上的外電場對於這些光電子來說正是一個加速電場，使得發射的光電子由陽極飛向陰極，構成反向電流。
③暗合中的光電管即使沒有用光照射，在外加電壓下也會有微弱的電流流通，稱做暗電流，其主要原因是極間絕緣電阻漏電（包括管座以及玻璃殼內外表面的漏電）、陰極在常溫下的熱電子輻射等。暗電流與外加電壓基本成線性關系。
[實驗內容]
1、將儀器的連線接好；
2、經老師確認後，接通電源預熱儀器20分鍾；
3、熟悉儀器，進行一些簡單的操作，並將儀器調零；
4、普朗克常數的測定
選定某一光闌孔徑為 的光闌（記錄其數值），在不改變光源與光電管之間的距離 的情況下，選用不同濾色片（分別有 為 ， ， ， ， ），調節光電管兩端的電壓 ，使得光電管中的電流為0，將此時光電管兩端的電壓表示為 （稱為截止電壓），將其記錄下來；
5、測量光電管的伏安特性曲線
觀察5條譜線在同一光闌孔徑為 （記錄其數值），在不改變光源與光電管之間的距離 （記錄其數值）的情況下，改變光電管兩端的電壓 （范圍在 ），記錄電壓 和對應的光電流 。
6、驗證飽和電流與入射光強度成正比：
確定入射光波長 （記錄其數值）、光源與光電管之間的距離 （記錄其數值）以及光電管兩端的電壓 （一般為50V，這時認為光電管中的電流已達到最大值，即為飽和電流 ），改變光闌孔徑 （分別為： ， ， ），記錄對應的飽和光電流 ；
7、整理實驗儀器
結束實驗時，要將實驗儀器按原樣擺放好；

[數據的測量與處理]
1、普朗克常數的測定
表一、 關系光闌孔
入射光波長
365.0 404.7 435.8 546.1 577.0
對應頻率
8.214 7.408 6.879 5.490 5.196
截止電壓

要求：根據表一的實驗數據（用最小二乘法處理），得出 直線的斜率 ，即可用 求出普朗克常數，並用普朗克常數的公認值 比較實驗相對誤差 ，式中 ， 。
2、測光電管的伏安特性曲線：
表二、 ，

要求：在坐標紙上繪出 關系曲線，並描述其特點。

3、驗證飽和電流與入射光強度成正比：
表三、 （ 為光的強度）關系 ， ，
光闌孔
2 4 8

要求：作圖分析實驗數據（提示： 與 成正比例）
[實驗總結和誤差分析]