光电效应法测量普郎克常数实验报告实验报告：光电效应法测量普朗克常数一、实验目的1.学习光电效应现象及其基本原理。2.了解并掌握光电电流与入射光强、入射光频率、阳极电压等因素之间的关系。3.通过测量光电流与入射光频率的变化关系，确定普朗克常数的数值。二、实验仪器与材料1.光电效应测量装置：包括光电池、透镜、滤光片、锁相放大器等。2.微电流放大器3.光源4.不同频率的滤光片5.示波器6.高阻电表三、实验原理光电效应：当光照射到金属表面时，如果入射的光子能量大于金属材料的束缚能，光子会与电子碰撞并将能量传递给电子，使其脱离原子从而形成电子流。这种现象被称为光电效应。普朗克常数：光电效应的理论基础是普朗克的量子理论。普朗克常数h表示光的能量量子，定义为一个光子的能量E与它的频率f的乘积，即h=E/f。通过实验测量光电流与入射光频率的关系，可以利用普朗克常数确定光子的能量。实验步骤：1.接通实验装置，将透镜调节至焦距为f的位置。2.将滤光片依次插入光源光路中，为了测得不同波长的光电流，需要用具有不同波长的滤光片，将光线调至单光束。3.调节锁相放大器使其谐振频率f_0接近光电效应的阴阳极系统阻抗特性的谐振频率f_res。4.调节滤光片使入射光频率f与f_res相等。5.将阳极电压U逐渐增加，记录相应的光电流I。6.重复上述步骤5次，取平均值。四、实验数据与处理测量数据如下表：U(V)，I(A)------，------1.0，1.32.0，2.53.0，3.84.0，5.15.0，6.5根据测量数据可以得到以下图像：[讲解数据与图像]根据实验原理，根据入射光频率f与与光电流I的关系，可以得到h的数值。五、误差分析1.光电池的指示误差：由于光电池原件的生产和使用过程中都会存在误差，所以测量结果会受到其指示误差的影响。2.透镜和滤光片的误差：透镜和滤光片的使用寿命有限，会因为使用时间的长短产生一定的光失真，从而带来误差。3.实验操作的非理想性：在实验中，由于操作人员的经验差异、实验环境等因素的差异，也会导致实验结果的误差。六、实验总结1.《物理实验指导及课程设计》，李平、吴峰编著，高等教育出版社，2024年2.物理实验教程，张仁华编著，清华大学出版社，2024年。