光電效應實驗儀主要用于驗證光電效應基本規(guī)律、測定普朗克常數(shù),并可擴展至太陽能電池、光敏電阻等光電參數(shù)測試。
光電效應,作為物理學中的一個基礎(chǔ)而重要的現(xiàn)象,指的是當光照射到某些物質(zhì)表面時,能夠使得物質(zhì)內(nèi)部的電子獲得足夠的能量從而逸出表面的過程。為了深入研究和驗證這一效應,科學家們設(shè)計出了光電效應實驗儀器。這些儀器通常包括光源、光電管(或光電探測器)、電壓表、電流表以及必要的控制電路等關(guān)鍵組件。
核心功能
光電效應驗證:通過不同頻率的光照射金屬表面,觀察光電流與電壓變化,驗證愛因斯坦方程。
普朗克常數(shù)測定:通過測量不同光頻率的截止電壓,結(jié)合公式計算普朗克常數(shù)。
擴展實驗:支持太陽能電池特性測量、光敏電阻及光敏二極管特性分析。
實驗目標:
測定光電管的伏安特性曲線和光電特性曲線。
驗證截止電壓與入射光頻率的線性關(guān)系,計算普朗克常數(shù)。
理解光的量子性及光電效應的瞬時性。
實驗操作步驟
測試前準備:接通測試儀及汞燈電源,預熱 20 分鐘;調(diào)整光電管與汞燈距離并保持不變;連接好光電管暗箱與測試儀的電壓輸出端和電流輸入端,并進行調(diào)零操作。
測量截止電壓:將儀器設(shè)置為截止電壓測試狀態(tài),選擇合適的光闌和濾色片,調(diào)節(jié)電壓,尋找電流為零時對應的截止電壓值,并依次測量不同波長光的截止電壓。
測量伏安特性曲線:將儀器切換到伏安特性測試狀態(tài),選擇不同的譜線、光闌和距離,調(diào)節(jié)電壓,測量不同電壓下的光電流值,繪制伏安特性曲線。