光电效应实验仪主要用于验证光电效应基本规律、测定普朗克常数,并可扩展至太阳能电池、光敏电阻等光电参数测试。
光电效应,作为物理学中的一个基础而重要的现象,指的是当光照射到某些物质表面时,能够使得物质内部的电子获得足够的能量从而逸出表面的过程。为了深入研究和验证这一效应,科学家们设计出了光电效应实验仪器。这些仪器通常包括光源、光电管(或光电探测器)、电压表、电流表以及必要的控制电路等关键组件。
核心功能
光电效应验证:通过不同频率的光照射金属表面,观察光电流与电压变化,验证爱因斯坦方程。
普朗克常数测定:通过测量不同光频率的截止电压,结合公式计算普朗克常数。
扩展实验:支持太阳能电池特性测量、光敏电阻及光敏二极管特性分析。
实验目标:
测定光电管的伏安特性曲线和光电特性曲线。
验证截止电压与入射光频率的线性关系,计算普朗克常数。
理解光的量子性及光电效应的瞬时性。
实验操作步骤
测试前准备:接通测试仪及汞灯电源,预热 20 分钟;调整光电管与汞灯距离并保持不变;连接好光电管暗箱与测试仪的电压输出端和电流输入端,并进行调零操作。
测量截止电压:将仪器设置为截止电压测试状态,选择合适的光阑和滤色片,调节电压,寻找电流为零时对应的截止电压值,并依次测量不同波长光的截止电压。
测量伏安特性曲线:将仪器切换到伏安特性测试状态,选择不同的谱线、光阑和距离,调节电压,测量不同电压下的光电流值,绘制伏安特性曲线。