普朗克常数测量的实验
一、实验仪器
GD-4型智能光电效应(普朗克常数)实验仪(由光电检测装置和实验仪主机两部分组成)
光电检测装置包括：光电管暗箱GDX-1，高压汞灯箱GDX-2；高压汞灯电源GDX-3和实验基准平台GDX-4。
二、实验目的
1、通过实验深刻理解爱因斯坦的光电效应理论，了解光电效应的基本规律； 2、掌握用光电管进行光电效应研究的方法；
3、学习对光电管伏安特性曲线的处理方法，并用以测定普朗克常数。
三、实验原理
1、普朗克常数的测定
根据爱因斯坦的光电效应方程：
A K G EP?hv?Ws （1）
(其中：EP是电子的动能，hv是光子的能量，v是光的频率，Ws是逸出功, h是普朗克常量。)
V 图（1） Ws是材料本身的属性，所以对于同一种材料Ws是一样的。当光子的能量hv?Ws时不能产
生光电子，即存在一个产生光电效应的截止频率v0（v0?Ws/h）
实验中：将A和K间加上反向电压UKA(A接负极),它对光电子运动起减速作用.随着反向电压UKA的增加,到达阳极的光电子的数目相应减少,光电流减小。当UKA?Us时，光电流降为零，此时光电子的初动能全部用于克服反向电场的作用。即
eUs?EP （2）
这时的反向电压叫截止电压。入射光频率不同时，截止电压也不同。将（2）式代入（1）式，
得
Us h （3） Us?（v?v0）e（其中v0?Ws/h）式中h、e都是常量，对同一光电管v0也是常量，实验中测量不同频率下的Us，做出Us?v曲线。在（3）式得到满足的条件下，这是一条直线。 若电子电荷e，由斜率k?h可以求出普朗克常数h。由直线eO Ws/e v0 图（2） v 上的截距可以求出溢出功Ws，由直线在v轴上的截距可以求出截止频率v0。如图（2）所示。
2、测量光电管的伏安特性曲线
在照射光的强度一定的情况下，光电管中的电流I与光电管两端的电压UAK之间存在着一定的关系。
IM I Us UAK
四、实验内容
1、将仪器的连线接好；
2、经老师确认后，接通电源预热仪器20分钟；
3、熟悉仪器，进行一些简单的操作，并将仪器调零； 4、普朗克常数的测定
选定某一光阑孔径为?的光阑（记录其数值），在不改变光源与光电管之间的距离L的情况下，选用不同滤色片（分别有?为400nm，430nm，460nm，490nm，520nm），调节光电管两端的电压UAK，使得光电管中的电流为0，将此时光电管两端的电压表示为Us（称为截止电压），将其记录下来；
5、测量光电管的伏安特性曲线 观察5条谱线在同一光阑孔径为?（记录其数值），在不改变光源与光电管之间的距离L（记录其数值）的情况下，改变光电管两端的电压UAK（范围在?1?50V），记录电压UAK和对应的光电流I。
五、数据的测量与处理
2、测光电管的伏安特性曲线：
波长为400nm对应的I?UAK表 ??mm，L?mm
UAK（V） （I?10A）-10-2.50 -2.25 -2.00 -1.75 -1.50 -1.25 -1.20 -1.15 -1.10 -1.05 -26.0 -25.0 -24.2 -23.0 -22.0 -18.0 -16.5 -14.5 -12.0 -8.8 -1.00 -0.97 0.00 0.25 0.5 -4.0 0.0 0.75 1.00 1.25 1.50 1.75 UAK（V） （I?10A）-102.20 2.70 3.00 3.30 3.60 3.80 3.90 4.00
B6420-2-4-6-8-10-12-14-16-18-20-22-24-26-28-2###Y Axis Title02X Axis Title
波长为430nm对应的I?UAK表
??
mm，L?mm
UAK（V） （I?10A）-10-2.50 -2.25 -2.00 -1.75 -1.50 -1.25 -1.15 -1.10 -1.05 -1.00 -34.0 -33.0 -32.0 -30.0 -29.0 -26.8 -25.0 -24.0 -21.0 -18.0 -0.95 -0.90 -0.84 0 -13.0 -8.0 0 0.25 0.50 0.75 1.00 1.25 1.50
UAK（V） （I?10A）-103.00 3.90 4.40 4.80 5.10 5.40 5.60
B6###0-6Y Axis Title-12-18-24-30-3-2-1012X Axis Title
波长为460nm对应的I?UAK表
??
mm，L?mm
UAK（V） （I?10A）-10-2.50 -2.25 -2.00 -1.75 -1.50 -1.25 -1..00 -0.90 -0.85 -0.80 -43.0 -42.0 -41.0 -40.0 -38.0 -36.0 -31.0 -25.0 -20.0 -12.0 -0.77 -0.75 -0.74 0 -7.0 -2.7 0 4.1 0.25 0.50 0.75 5.40 6.30 6.80 1.00 1.25 1.50 7.20 7.60 7.80 UAK（V） （I?10A）-10
B60-6###Y Axis Title-12-18-24-30-36-42-3-2-1012X Axis Title
普朗克常数测量的实验
