大學物理實驗光電效應實驗報告?這種水平的伏安特性曲線表明,電子到達陽極的速度已經達到了最大值,進一步增加電壓不會導致更多的電子到達陽極,因此電流不再變化。這條水平線體現了光電效應中的飽和電流狀態。這一現象的重要意義在于,它揭示了光電效應的非線性特性。在特定條件下,光電效應的電流與電壓之間呈現出線性關系,但在達到飽和電流后,這種線性關系會突然轉變為水平的直線。那么,大學物理實驗光電效應實驗報告?一起來了解一下吧。
1、曲線突然變得水平是因為微電流測量儀超量程了。
2、增長到達到平衡時變化那么快,過度過程極短是因為光電流的變化與電壓成指數函數關系。
假設有一個光源S1,在S1前放置一塊屏幕,從S1發出的光(光子)會將整個屏幕均勻的照亮。我們知道,屏幕的亮度是與落在屏幕上面的光子數的多少有關的。嚴格地說,屏幕的亮度是以垂直于屏幕的光線與屏幕的交點為中心向四周逐漸變暗的。但這種變化決不是幾率問題。證明如下:把S1放在一個半徑為R1的球的中心,假設S1在單位時間里發射出N個光子,則單位球面積上所接受的光子數等于光子數N除以球的總面積4πR12,如果把球的半徑由R1變為R2(R2>R1),則在單位球面積上所接受的光子數就變為N除以4πR22,由于R2大于R1,所以半徑為R1的球在單位球面積上接受的光子數大于R2球單位面積上的光子數。這就是為什么屏幕上的亮度是由明到暗逐漸變化的原因。當屏幕距光源的距離很大且屏幕的面積又很小時,就可以近似的認為屏幕上的光子是均勻分布的。
現在把另一個相干光源S2放在靠近S1的地方,情況有了變化。在垂直兩個光源的平面上出現了明暗相間的圓環,而在平行兩個光源的平面上,則出現了明暗相間的條紋見圖一,這就是人們所說的光的干涉條紋。因為干涉現象是波動的最主要特征,所以這也就成了光具有波動性的最有力證據之一。我們知道機械波是振動在媒質中的傳播,當有兩列相干波源存在時,媒質中任意一點的振動是兩列波各自到達這一點時波的疊加。
飽和電流:只要光的頻率超過某一極限頻率,受光照射的金屬表面立即就會逸出光電子,發生光電效應。當在金屬外面加一個閉合電路,加上正向電源,這些逸出的光電子全部到達陽極便形成所謂的光電流。在入射光一定時,增大光電管兩極的正向電壓,提高光電子的動能,光電流會隨之增大。但光電流不會無限增大,要受到光電子數量的約束,有一個最大值,這個值就是飽和電流。所以,當入射光強度增大時,根據光子假設,入射光的強度(即單位時間內通過單位垂直面積的光能)決定于單位時間里通過單位垂直面積的光子數,單位時間里通過金屬表面的光子數也就增多,于是,光子與金屬中的電子碰撞次數也增多,因而單位時間里從金屬表面逸出的光電子也增多,飽和電流也隨之增大。(源自:飽和電流_百度百科)
因為光頻率和光強度都保持不變的時候,單位時間內產生的光電子數目是不變的。因此當電壓加到一定程度時候,所有的光電子都順利到達陽極,從而形成了飽和電流。如果此時再增加電壓,則不會有新的電子產生,也不會有更多的電子到達陽極,所以電流不再變化,曲線呈現為平行于U軸的樣子
在進行光電效應實驗時,電子是從陰極向陽極移動的。為了檢測到電流,我們需要確保陰極能釋放電子,而陽極能夠有效地吸收這些電子。選擇逸出功較小的金屬作為陰極,可以確保光電子的順利產生,即使光的頻率不是非常高,也能有光電子從陰極釋放出來。相反,如果使用逸出功較大的金屬作為陰極,則陽極吸收電子的能力會降低,因為陽極上的自由電子較少。
光電效應實驗中,光的頻率和金屬的逸出功之間的關系至關重要。通過精確測量不同頻率光照射下陰極釋放的光電子數量,我們可以計算出普朗克常數。這一實驗不僅能夠驗證光的量子性質,還能夠幫助我們更好地理解電子從金屬表面逸出的基本機制。
在實驗設計中,選擇合適的金屬材料是關鍵。不同的金屬具有不同的逸出功,這直接影響到實驗的結果。例如,銫和鉀等堿金屬的逸出功較低,因此更容易產生光電子。而像銅和鐵這樣的金屬,則需要更高頻率的光才能產生光電子。
為了提高實驗的準確性和可靠性,我們還需要考慮光的強度和照射時間等因素。光的強度直接影響到單位時間內從陰極釋放的光電子數量,而照射時間則決定了實驗數據的統計意義。通過調整這些參數,我們可以更準確地測量普朗克常數,從而驗證量子力學的基本原理。
總之,通過精心設計的光電效應實驗,我們可以有效地測定普朗克常數,并深入理解光與物質相互作用的本質。
以上就是大學物理實驗光電效應實驗報告的全部內容,3. 用微機測繪U-I特性曲線,并求普朗克常數。、(1)在微機的ISA總線插槽上插入PC-XY接口卡,安裝電腦X-Y記錄儀軟件和光電效應測普朗克常數軟件。(2)用多芯接口電纜將測量放大器后面板PX-XY接口輸出與微機PC-XY接口卡相連。(3)參照GD-Ⅳ微機光電效應實驗儀使用說明書附錄進行X、Y調零,內容來源于互聯網,信息真偽需自行辨別。如有侵權請聯系刪除。