【2017年整理】华师二级物理实验零电流法.docx

零电流法斜率K=3.76×10-15 h=6.03×10-34 相对误差：-8.99%斜率K=3.77×10-15 h=6.03×10-34 相对误差：-8.96%斜率K=3.77×10-15 h=6.05×10-34 相对误差：-8.75%补偿法斜率K=3.80×10-15 h=6.08×10-34 相对误差：-8.17%由于仪器不精准，并未达到补偿效果。光电管的伏安特性曲线什么叫光电效应；什么叫电光效应？（1）光电效应是物理学中一个重要而神奇的现象。在高于某特定频率的电磁波照射下，某些物质内部的电子会被光子激发出来而形成电流，即光生电。光照射到金属上，引起物质的电性质发生变化。这类光变致电的现象被人们统称为光电效应。光电效应分为光电子发射、光电导效应和阻挡层光电效应，又称光生伏特效应。前一种现象发生在物体表面，又称外光电效应。后两种现象发生在物体内部，称为内光电效应。单光子光电效应，即一个电子在极短时间内能吸收到一个光子而从金属表面逸出。 当单位体积内同时相互作用的能量子的数目大到使得发射光的能量子可以从几个入射能量子中取得能量，就是多光子光电效应。（2）电光效应是指某些各向同性的透明物质在电场作用下显示出光学各向异性，物质的折射率因外加电场而发生变化的现象。电光效应是在外加电场作用下，物体的光学性质所发生的各种变化的统称。普朗克常数的重要性。普朗克常数的提出，尤其是以h为表征的量子概念，开创了现代物理学的新纪元，促进了量子论的建立与发展，量子论的生存斗争和早期发展，是紧密围绕着h的物理解释进行的。普朗克常数的引进开创了量子论，爱因斯坦发展了普朗克的能量量子化概念，利用普朗克常数提出光量子概念， 成功地解释了光电效应。1907年爱因斯坦进一步把普朗克常数及能量量子化作用于固体比热，得到热容量，解释了固体比热。普朗克常数h的存在为原子提供稳定性是促进量子论形成的又一因素．卢瑟福依据α粒子散射实验提出了原子有核模型。在此基础上玻尔引入普朗克恒量在其中，建立了玻尔模型。在微观领域，玻尔将普朗克常数引进原子物理学后的成功，促进了核物理学和粒子物理学的迅速发展．质子、中子的发现是物质结构学说的进步，同时又给进一步揭开微观领域的奥秘提供了新的武器；重核裂变的发现开创了人类历史的新时代—原子时代。普朗克常数不论是在微观理论中所处的核心作用（ｈ存在于量子系统的一切数学描述中，是区分物理现象是宏观还是微观的判据，如果在处理问题中ｈ的作用和其它物理量相比较可以略去，那么微观规律就过渡到宏观规律）；还是对于其它各门学科所起的引导作用，还是它对于人们思想观念方面的启发作用，它的划时代的重大意义是当之无愧的。3.测普朗克常量的其他方法。电子衍射方法黑体辐射法黑体辐射源用的是低压12V,21W螺旋钨丝灯泡，用数字万用表测出电阻（约200K ）的两端电压,求得通过光敏电池的电流,万用表读出的电压数正比B(ω,T) 即(13)式中的B。更重要的是测灯丝的温度，灯丝电阻R(T)=U/I表示如下:R(T)=R0〔1+α（T-T0）〕 (14)式中R0是在温度为T0时的电阻,T0是背景温度,α是温度系数，而钨泡从室温到2500K之间刚好可以满足这一线性关系。只需先测定R0和α,用（14）式就得到温度T，图7表示T与R的变化关系可确定α。实际的灯丝都不是黑体是灰体, 实际情况可假定辐射功率正比于T4,则辐射强度就是常数(斯忒藩定律)。通过P=I·U与（T4-T04）的变化曲线, 可验证对灯丝的这一假定。从图8的斜率和斯忒藩常数所计算的面积约为可见投影法确定几何面积的50％。 图7 灯丝温度随电阻变化。电工率随斜变化曲线在测量中,我们用不同的滤光片和灯丝来确定电阻随温度变化的定标量。origin辅助法光照射到电极K上，由光电效应产生的光电子受到电极k, A间加速电场加速后到达A成为光电流，改变外加电压UAK ，测量出光电流I的大小，即可得出光电管的伏安特性曲线。根据光电效应测量普朗克常数中的实验原理，光电效应方程：hν= mv02+W0 式中，ν为电磁波的频率，W 为金属的逸出功。当电流为零时，电压为遏止电压，则有：eU0= mv02 。hν0 W 时，方程无解，极限频率 代入得：eU0 = hν—W0 则 U0= —W，U0是v的线性函数，斜率K ，只要用实验得出不同频率对应的遏止电压，求出斜率，就可算出普朗克常数h 。用origin辅助测量普朗克常,用零电流法测得各频率的截止电压,在origin7.5中输入实验数据，并选择non-linear curve fit 可得h。通电动圈测量方法、基布尔(B.R.Kibble)和合作者在80年代用动圈装置定义电功率瓦特的SI单位,用交流约瑟夫森效应和量子霍耳效应测电动势和电阻,不经电