入光孔
调节高低
实验仪器
电压输出 电流量程 电压极性
电压调节
实验仪器（减光片）
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；
-0.4
-0.6
-0.8
U (V)
-1.0
-1.2
-1.4
-1.6
-1.8
4.5
5.0
5.56.0Fra bibliotek6.57.0
v (10^14Hz)
由斜率可计算h 与纵轴截距可计算逸出功A
7.5
8.0
8.5
Ua

h
e

A e
实验仪器装置
光源 （高压汞灯）
滤色片
光电管 暗盒
微电流 测试仪
减光片
实验仪器
电源开关
出射孔遮光盖
误差分析
a. 实测曲线
b. 理论曲线
c. 阳极电流：A极难免粘 上阴极材料，受光照 后也要发射少量光电 子，构成反向电流。
d. 漏电流：爱因斯坦方 程在绝对零度下严格 成立。常温下，电极 要发射少量热电子， 加上管壳和管座的漏 电构成暗电流。
理论曲线 实测曲线
漏电流
抬头电压
实验内容
1. 测量光电管的伏安特性曲线： 入射光的波长分别为365.0nm 、404.7nm 、435.8nm 。 （电压： －3V～＋30V，在－2V～0V多测几个点） 2.测量入射光的“抬头电压”： 波长分别为365.0、404.7、435.8、 546.1、577.0nm。 （电压： －3V～0V） 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）
1900年，普朗克（Max Karl Ernst Ludwig Planck, 1858—1947）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。
三、实验原理
光电效应：电子从受辐 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。
光电效应示意图
【实验事实】
(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 1 mv随2 入射 2
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。
光电效应
外光电效应—— 光作用下金属表面逸出电子,
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，激发子在内建电场作用下形 成电动势的现象。
ex:太阳能电池、硅光电池
数据处理
1.绘出365.0nm、404.7nm和435.8nm光的I～U伏安 特性曲线。
2.利用抬头电压与入射光频率关系图，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h＝6.626076×10－34 J·s。
3.对实验过程和结果分析讨论，并可进行展开。
抬头电压与入射光频率关系图
I Ih
Ua 0
Ua
3 2 1
U
0

截止频率
爱因斯坦光电方程
1 mv 2 h A
2
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 h 阴极金属材料的逸出功为 A
阴极表面电子吸收光子的能量，当 ＞h A
电子逸出，并具有初动能 1 mv 2 2
光电效应
Albert Einstein 1879-1955
1921年诺贝尔物理学 奖
华东理工大学物理实验中心
一、实验历史背景及意义
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。
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。