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1、在物理学史上，光电效应现象的发现，对光的本性波粒二象性的认识，具有极为重要的意义，它给量子论以直观、明确的证明。 1887年，赫兹在研究紫外线对火花放电的影响时发现了光电效应。后来勒纳德等人制作了二极管研究了这一现象。当时无法用经典理论解释。1900年，普朗克（Max Karl Ernst Ludwig Planck, 18581947）提出量子假设。1905年，爱因斯坦提出光量子概念，解释了光电效应现象。,实验历史背景及意义,思考与讨论的问题,什么是截止频率、遏制电势差、光电管伏安特性曲线？实验中如何确定遏制电势差值？如何由光电效应测量普朗克常数？,光电效应示意图,实验原理,光电效应：电子从
2、受辐射作用的材料中释放出来的过程，叫做光电效应；发射出来的电子叫做光电子。,光电效应,外光电效应:是指物质吸收光子并激发出自由 电子的行为。 ex:光电倍增管内光电效应:光电导效应：半导体材料在光照下，电子受能量大于电子禁带宽度的 光子作用激发导带，增加电导率的现象。 ex:光敏电阻光生伏打效应： 半导体材料在pn结处形成内建电场，光照下，激发 电子在内建电场作用下形成电动势的现象。 ex:太阳能电池,实验规律,(1)饱和光电流： 饱和光电流强度与入射光强度成正比。(2)每个光电子的初动能 随入射 光频率提高而增大，与入射光强无关；(3)存在截止频率：对某一种金属来说，只有当入射光的频率大于某
3、一频率时，电子才能从金属表面逸出，电路中才有光电流，这个频率叫做截止频率。(4)光电效应是瞬时效应。,爱因斯坦光电方程,爱因斯坦认为光束可以看成是由微粒构成的 粒子流，这些粒子流叫做光量子（光子）。 一个频率为 的光子具有能量 阴极金属材料的逸出功为 阴极表面电子吸收光子的能量，当 电子逸出，并具有初动能,对光电管加反向电压，该电压减弱了逸出光电子向阳极A的运动，如反向电压逐渐增大到某值Ua，则光电子无法到达阳极A，光电流为零，而反向电压的电场力对光电子作功为eUa。,遏止电压,实验电路图,反向开关,阳极,阴极,光束,窗口,实验仪器,误差分析,实测曲线理论曲线阳极电流：A极难免粘上阴极材料，受
4、光照后也要发射少量光电子，构成反向电流。漏电流：爱因斯坦方程在绝对零度下严格成立。常温下，电极会发射少量热电子，加上管壳和管座的漏电构成暗电流。,实验内容,1. 测量光电管的伏安特性曲线： 电压： 3V30V，在2V0V多测几个点 2.测量入射光的“抬头电压” 3.观测入射光强与饱和电流的关系。 入射光为577.0nm，测量光强为100 、 75、50、25时 的饱和光电流。 （电压： 15V 30V）,数据处理,1.使用origin绘出365.0nm、435.8nm和577.0nm光的IU伏安特性曲线。 2.用图解法计算普朗克常数h，并计算与公认值的百分误差。 公认值h6.6260761034 Js。 3.用图解法计算截止频率。,数据处理,Ua关系曲线,精品课件！,精品课件！,注意事项,1. 充分理解仪器使用要求和操作顺序。不要随意拆卸电缆和导线，保证接触良好。 2.不要让光源的出射光直接入射光电管，保证光电管安全，并注意保护滤色片、减光片。 3.在变换电压量程和极性时，需将电压调节为零，不允许随意改变电压量程和极性.,
