光电效应光电效应
实验目的
(1) 观察光电效现象,测定光电管的伏安特性曲线和光照度与光电流关系曲线;测定截止电压,并通过现象了解其物理意义。
(2) 练习电路的连接方法及仪器的使用; 学习用图像总结物理律。
实验方法原理
(1) 光子打到阴极上,若电子获得的能量大于逸出功时则会逸出,在电场力的作用下向阳极运动而形成正向电流。在没达到饱和前,光电流与电压成线性关系,接近饱和时呈非线性关系,饱和后电流不再增加。
(2) 电光源发光后,其照度随距光源的距离的平方成(r2)反比即光电管得到的光子数与r2成反比,因此打出的电子数也与r...
光电效应
实验目的
(1) 观察光电效现象,测定光电管的伏安特性曲线和光照度与光电流关系曲线;测定截止电压,并通过现象了解其物理意义。
(2) 练习电路的连接方法及仪器的使用; 学习用图像总结物理律。
实验方法原理
(1) 光子打到阴极上,若电子获得的能量大于逸出功时则会逸出,在电场力的作用下向阳极运动而形成正向电流。在没达到饱和前,光电流与电压成线性关系,接近饱和时呈非线性关系,饱和后电流不再增加。
(2) 电光源发光后,其照度随距光源的距离的平方成(r2)反比即光电管得到的光子数与r2成反比,因此打出的电子数也与r2成反比,形成的饱和光电流也与r2成反比,即 I ∝r-2。
(3) 若给光电管接反向电压u反,在eU反 < mvmax / 2=eUS时(vmax为具有最大速度的电子的速度) 仍会有电子移动到阳极而形成光电流,当继续增大电压U反 ,由于电场力做负功使电子减速,当使其到达阳极前速度刚好为零时U反 =US,此时所观察到的光电流为零,由此可测得此光电管在当前光源下的截止电压US。
实验步骤
(1) 按讲义中的电路原理图连接好实物电路图;
(2) 测光电管的伏安特性曲线:
① 先使正向电压加至30伏以上,同时使光电流达最大(不超量程),
② 将电压从0开始按要求依次加大做好记录;
(3) 测照度与光电流的关系:
① 先使光电管距光源20cm处,适当选择光源亮度使光电流达最大(不超量程);
② 逐渐远离光源按要求做好记录;
(4) 测光电管的截止电压:
① 将双向开关换向;
② 使光电管距光源20cm处,将电压调至“0”, 适当选择光源亮度使光电流达最大(不超量程),记录此时的光电流I0,然后加反向电压使光电流刚好为“0”,记下电压值US;
③ 使光电管远离光源(光源亮度不变)重复上述步骤作好记录。
数据处理
(1) 伏安特性曲线
U /V
-0.64
0
1.0
2.0
4.0
6.0
8.0
10.0
20.0
30.0
40.0
I /mA
0
2.96
5.68
10.34
16.85
18.78
19.90
19.92
19.94
19.95
19.97
(2) 照度与光电流的关系
L /cm
20.0
25.0
30.0
35.0
40.0
50.0
60.0
70.0
80.0
1/L2
0.0025
0.0016
0.0011
0.0008
0.0006
0.0004
0.0003
0.0002
0.00015
I /µA
19.97
12.54
6.85
4.27
2.88
1.51
0.87
0.53
0.32
伏安特性曲线 照度与光电流曲线
(3) 零电压下的光电流及截止电压与照度的关系
L /cm
20.0
25.0
30.0
35.0
40.0
50.0
60.0
70.0
I0 /µA
1.96
1.85
1.06
0.85
0.64
0.61
0.58
0.55
US /V
0.64
0.63
0.65
0.66
0.62
0.64
0.65
0.63
思考
1. 临界截止电压与照度有什么关系?从实验中所得的结论是否同理论一致?如何解 释光的波粒二象性? 答:临界截止电压与照度无关,实验结果与理论相符。
光具有干涉、衍射的特性,说明光具有拨动性。从光电效应现象上分析,光又具有粒子性,由爱因斯坦方程来描述:hν=(1/2)mv2max+A。
2. 可否由Us′ν曲线求出阴极材料的逸出功?答:可以。由爱因斯坦方程 hυ=e|us|+hυo可求出斜率Δus/Δυ=h/e和普朗克常数,还可以求出截距(h/e)υo,再由截距求出光电管阴极材料的红限 υo ,从而求出逸出功A=hυo。
本文档为【光电效应】,请使用软件OFFICE或WPS软件打开。作品中的文字与图均可以修改和编辑,
图片更改请在作品中右键图片并更换,文字修改请直接点击文字进行修改,也可以新增和删除文档中的内容。
[版权声明] 本站所有资料为用户分享产生,若发现您的权利被侵害,请联系客服邮件isharekefu@iask.cn,我们尽快处理。
本作品所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用。
网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽..)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。