大学物理实验光电效应实验报告?这种水平的伏安特性曲线表明,电子到达阳极的速度已经达到了最大值,进一步增加电压不会导致更多的电子到达阳极,因此电流不再变化。这条水平线体现了光电效应中的饱和电流状态。这一现象的重要意义在于,它揭示了光电效应的非线性特性。在特定条件下,光电效应的电流与电压之间呈现出线性关系,但在达到饱和电流后,这种线性关系会突然转变为水平的直线。那么,大学物理实验光电效应实验报告?一起来了解一下吧。
1、曲线突然变得水平是因为微电流测量仪超量程了。
2、增长到达到平衡时变化那么快,过度过程极短是因为光电流的变化与电压成指数函数关系。
假设有一个光源S1,在S1前放置一块屏幕,从S1发出的光(光子)会将整个屏幕均匀的照亮。我们知道,屏幕的亮度是与落在屏幕上面的光子数的多少有关的。严格地说,屏幕的亮度是以垂直于屏幕的光线与屏幕的交点为中心向四周逐渐变暗的。但这种变化决不是几率问题。证明如下:把S1放在一个半径为R1的球的中心,假设S1在单位时间里发射出N个光子,则单位球面积上所接受的光子数等于光子数N除以球的总面积4πR12,如果把球的半径由R1变为R2(R2>R1),则在单位球面积上所接受的光子数就变为N除以4πR22,由于R2大于R1,所以半径为R1的球在单位球面积上接受的光子数大于R2球单位面积上的光子数。这就是为什么屏幕上的亮度是由明到暗逐渐变化的原因。当屏幕距光源的距离很大且屏幕的面积又很小时,就可以近似的认为屏幕上的光子是均匀分布的。
现在把另一个相干光源S2放在靠近S1的地方,情况有了变化。在垂直两个光源的平面上出现了明暗相间的圆环,而在平行两个光源的平面上,则出现了明暗相间的条纹见图一,这就是人们所说的光的干涉条纹。因为干涉现象是波动的最主要特征,所以这也就成了光具有波动性的最有力证据之一。我们知道机械波是振动在媒质中的传播,当有两列相干波源存在时,媒质中任意一点的振动是两列波各自到达这一点时波的叠加。
饱和电流:只要光的频率超过某一极限频率,受光照射的金属表面立即就会逸出光电子,发生光电效应。当在金属外面加一个闭合电路,加上正向电源,这些逸出的光电子全部到达阳极便形成所谓的光电流。在入射光一定时,增大光电管两极的正向电压,提高光电子的动能,光电流会随之增大。但光电流不会无限增大,要受到光电子数量的约束,有一个最大值,这个值就是饱和电流。所以,当入射光强度增大时,根据光子假设,入射光的强度(即单位时间内通过单位垂直面积的光能)决定于单位时间里通过单位垂直面积的光子数,单位时间里通过金属表面的光子数也就增多,于是,光子与金属中的电子碰撞次数也增多,因而单位时间里从金属表面逸出的光电子也增多,饱和电流也随之增大。(源自:饱和电流_百度百科)
因为光频率和光强度都保持不变的时候,单位时间内产生的光电子数目是不变的。因此当电压加到一定程度时候,所有的光电子都顺利到达阳极,从而形成了饱和电流。如果此时再增加电压,则不会有新的电子产生,也不会有更多的电子到达阳极,所以电流不再变化,曲线呈现为平行于U轴的样子
在进行光电效应实验时,电子是从阴极向阳极移动的。为了检测到电流,我们需要确保阴极能释放电子,而阳极能够有效地吸收这些电子。选择逸出功较小的金属作为阴极,可以确保光电子的顺利产生,即使光的频率不是非常高,也能有光电子从阴极释放出来。相反,如果使用逸出功较大的金属作为阴极,则阳极吸收电子的能力会降低,因为阳极上的自由电子较少。
光电效应实验中,光的频率和金属的逸出功之间的关系至关重要。通过精确测量不同频率光照射下阴极释放的光电子数量,我们可以计算出普朗克常数。这一实验不仅能够验证光的量子性质,还能够帮助我们更好地理解电子从金属表面逸出的基本机制。
在实验设计中,选择合适的金属材料是关键。不同的金属具有不同的逸出功,这直接影响到实验的结果。例如,铯和钾等碱金属的逸出功较低,因此更容易产生光电子。而像铜和铁这样的金属,则需要更高频率的光才能产生光电子。
为了提高实验的准确性和可靠性,我们还需要考虑光的强度和照射时间等因素。光的强度直接影响到单位时间内从阴极释放的光电子数量,而照射时间则决定了实验数据的统计意义。通过调整这些参数,我们可以更准确地测量普朗克常数,从而验证量子力学的基本原理。
总之,通过精心设计的光电效应实验,我们可以有效地测定普朗克常数,并深入理解光与物质相互作用的本质。
以上就是大学物理实验光电效应实验报告的全部内容,3. 用微机测绘U-I特性曲线,并求普朗克常数。、(1)在微机的ISA总线插槽上插入PC-XY接口卡,安装电脑X-Y记录仪软件和光电效应测普朗克常数软件。(2)用多芯接口电缆将测量放大器后面板PX-XY接口输出与微机PC-XY接口卡相连。(3)参照GD-Ⅳ微机光电效应实验仪使用说明书附录进行X、Y调零,内容来源于互联网,信息真伪需自行辨别。如有侵权请联系删除。