GB8878185555334563BT9125XW
创作编号： 创作者： 凤呜大王*
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。
U0 v 直线图
根 据 表 一 的 实 验 数 据 （ 用 最 小 二 乘 法 处 理 ） 得 ： ( e 1.6021019C h0 6.62 1034 J S )
直线斜率 K=0.41597 距=2.063
直线在 U 轴的截距 B=-0.85823 并有 h ek 求出普朗克常数
直线在 v 轴的截
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U AK ，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U s （称为截止电压），将其记录下来；
1、普朗克常数的测定
表一、U0 v mm
入射光波长 （i nm）
400.0
对应频率 v（i 1014Hz） 7.500
截止电压U s （V）
-2.25
430.0 6.977 -2.06
460.0 6.522 -1.85
关系光阑孔
490.0 6.122 -1.7
520.0 5.769 -1.53
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U AK （范围在 1 50V ），
记录电压U AK 和对应的光电流 I 。
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创作编号： 创作者： 凤呜大王*
（I 10-10A） -52.8 -52.0 -48.0 -44.0 -41.0 -37.0 -32.0 -26.0 -22.0 -13.0
U
（V）
AK
-0.57 -0.56 0
0.25 0.50 0.75 1.00 1.25 1.50 1.75
（I 10-10A） -4.0 0
3.9 5.6 6.40 6.9 7.4 7.80 8.01 8.30
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：
EP hv Ws
（1）
A
K
G
V
(其中：EP 是电子的动能，hv 是光子的能量，v
五、数据的测量与处理
U
（V）
AK
-2.50 -2.25 -2.00 -1.75 -1.50 -1.25 -1.20 -1.15 -1.10 -1.05
（I 10-10A） -26.0 -25.0 -24.2 -23.0 -22.0 -18.0 -16.5 -14.5 -12.0 -8.8
U
（V）
AK
-1.00 -0.97 0.00 0.25 0.5 0.75 1.00 1.25 1.50 1.75
（I 10-10A） -4.0 0.0 2.20 2.70 3.00 3.30 3.60 3.80 3.90 4.00
2、测光电管的伏安特性曲线：
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h（v e
v0）
（3）
（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U s ，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 。由直线上的截距可以求出溢出功
e 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。
创作编号： 创作者： 凤呜大王*
U
（V）
AK
-2.50 -2.25 -2.00 -1.75 -1.50 -1.25 -1.15 -1.10 -1.05 -1.00
波长 为 400n
m 对应的 I U AK 表
mm ， L mm
波长为 430nm 对应的 I U AK 表 mm ， L mm
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U AK 之间存在着一定的关系。
I IM
Us
U AK
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
-2.50 -2.25 -2.00 -1.75 -1.50 -1.25 -1..00 -0.95 -0.90 -0.85 -0.80
（I 10-10A） -50.0 -48.0 -47.0 -45.0 -43.0 -41.0 -39.0 -38.0 -37.0 -34.0 30.0
U
（V）
AK

-0.75 -0.71 -0.66 -0.64 0
是光的频率，Ws 是逸出功, h 是普朗克常量。)
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U KA ( A 接负极),它对光电子运动起减速作用.随着
U
（V）
AK
-0.77 -0.75 -0.74 0
0.25 0.50 0.75 1.00 1.25 1.50
（I 10-10A） -7.0 -2.7 0
4.1 5.40 6.30 6.80 7.20 7.60 7.80
波长为 490nm 对应的 I U AK 表
mm ， L mm
U
（V）
AK
反向电压U KA 的增加,到达阳极的光电子的数目相应减少,光电流减小。当U KA 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
Us
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
O v0
v
Ws / e
图（2）
不同。将（2）式代入（1）式，得
Us
波长为 460nm 对应的 I U AK 表 mm ， L mm
U
（V）
AK
-2.50 -2.25 -2.00 -1.75 -1.50 -1.25 -1..00 -0.90 -0.85 -0.80
（I 10-10A） -43.0 -42.0 -41.0 -40.0 -38.0 -36.0 -31.0 -25.0 -20.0 -12.0
h=6.66×
J
实验相对误差： E h h0 =
h0
=6.04×
由直线的截距求得 截止频率 v0 =2.063×
电子的逸出功 J
=eU=-0.85823 × 1.602 ×
=-1.37 ×
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创作编号： 创作者： 凤呜大王*
（I 10-10A） -34.0 -33.0 -32.0 -30.0 -29.0 -26.8 -25.0 -24.0 -21.0 -18.0
U
（V）
AK
-0.95 -0.90 -0.84 0
0.25 0.50 0.75 1.00 1.25 1.50
（I 10-10A） -13.0 -8.0 0
3.00 3.90 4.40 4.80 5.10 5.40 5.60
0.25 0.50 0.75 1.00 1.25 1.50
（I 10-10A） -25.0 -16.0 -7.0 0
4.30 6.00 7.00 7.70 8.10 8.50 8.80
波长为 520nm 对应的 I U AK 表
mm ， L mm
U
（V）
AK
-4.50 -4.25 -3.00 -2.00 -1..50 -1.00 -0.80 -0.70 -0.65 -0.60