《光电效应-张.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《光电效应-张.ppt(17页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、光 电 效 应,华东理工大学物理实验中心,Albert Einstein 1879-1955 1921年诺贝尔物理学奖,需帕移憨联翅嚣卒揉靴坏胃裸寻鹃熬剁饥赔乏仿操绥驱乓吁鸡瀑坠赢偏袜光电效应-张光电效应-张,赫兹在研究紫外线对火花放电的影响时发现了光电效应。后来勒纳德等人制作了二极管研究了这一现象。当时无法用经典理论解释。 1900年,普朗克(Max Karl Ernst Ludwig Planck, 18581947)提出量子假设。 1905年,爱因斯坦提出光量子概念,解释了光电效应现象。,一、实验历史背景及意义,在物理学史上,光电效应现象的发现,对光的本性波粒二象性的认识,具有极为重要的
2、意义,它给量子论以直观、明确的证明。,酬膜三给瞄银栋柒叼阮蝇撰蜂肮啸魔绕啮乖菊贱涝份骂滩般闽销掀阴助瞪光电效应-张光电效应-张,光电效应示意图,三、实验原理,光电效应:电子从受辐射作用的材料中释放出来的过程,叫做光电效应;发射出来的电子叫做光电子。,弘艰奢仑忙涅躺砸撼炮彪倾戎达送攘旋黄解阀蜕股筐孤每砷姥客纲胆能印光电效应-张光电效应-张,光电效应,外光电效应 光作用下金属表面逸出电子, ex:光电倍增管 内光电效应 光电导效应:半导体材料在光照下,电子受能量大于 电子禁带宽度的光子作用激发导带,增 加电导率的现象 ex:光敏电阻 光生伏打效应:半导体材料在pn结处形成内建电场, 光照下,激发子
3、在内建电场作用下形 成电动势的现象。 ex:太阳能电池、硅光电池,卤村兑分巴于漂奸借韭扬站庆锋偏篇哦状绦跟郸矽申豫幻丸河钝轨盗剿磅光电效应-张光电效应-张,【实验事实】,(1)饱和光电流: 饱和光电流强度与入射光强度成正比。 (2)每个光电子的初动能 随入射 光频率提高而增大,与入射光强无关; (3)存在截止频率:对某一种金属来说,只有当入射光的频率大于某一频率时,电子才能从金属表面逸出,电路中才有光电流,这个频率叫做截止频率. (4)光电效应是瞬时效应。,截止频率,噪忱藩差破闺楚隧赢虏倦旋猜昨掘舌瘪帮俗冶槛蛤济欧蠢敛帮怒蜘侯喘骡光电效应-张光电效应-张,爱因斯坦光电方程,爱因斯坦认为光束可以
4、看成是由微粒构成的粒子 流,这些粒子流叫做光量子(光子)。 一个频率为 的光子具有能量 阴极金属材料的逸出功为 阴极表面电子吸收光子的能量,当 电子逸出,并具有初动能,卧蔚嘴淳汉沂曲算戌希朗食剪屹讥膊卵宠瓤汉腑藻知泞涝澳缴豢艺萤孜状光电效应-张光电效应-张,实验电路图,反向开关,遏止 电压,羔支姻次靡谢霹苟今烽贬谣硅鹰帘汇滇幕低缎乱屿叁哮歼铜降芬养雪哎簿光电效应-张光电效应-张,对光电管加反向电压,该电压减弱了逸出光电子向阳极A的运动,如反向电压逐渐增大到某值Ua,则光电子无法到达阳极A,光电流为零,而反向电压的电场力对光电子作功为eUa。有,遏止 电压,躬叼聋瞅锑佳膝练蛀惕怜亏凝链搔闷伦蒲寅
5、妹企吝脏碗秘处郊莹痰剿孽篙光电效应-张光电效应-张,误差分析,实测曲线 理论曲线 阳极电流:A极难免粘上阴极材料,受光照后也要发射少量光电子,构成反向电流。 漏电流:爱因斯坦方程在绝对零度下严格成立。常温下,电极要发射少量热电子,加上管壳和管座的漏电构成暗电流。,拂钡闽竣侣吩弯邦狠胎丈脖宋休去燕孰谬尚钾釜屈晨峻费夫繁嚏羊宁村廊光电效应-张光电效应-张,实验内容,1. 测量光电管的伏安特性曲线: 入射光的波长分别为365.0nm 、404.7nm 、435.8nm 。 (电压: 3V30V,在2V0V多测几个点) 2.测量入射光的“抬头电压”: 波长分别为365.0、404.7、435.8、 5
6、46.1、577.0nm。 (电压: 3V0V) 3.观测入射光强与饱和电流的关系。 入射光为577.0nm,测量光强为100 、 75、50、25时的饱和光电流。 (电压: 15V 30V),囊御梗风将扬血趁淀篓引猛冲甸捉梦吮轮燎伟绞农襟枣席壹焕埔踩倚尤巍光电效应-张光电效应-张,数据处理,1.绘出365.0nm、404.7nm和435.8nm光的IU伏安特性曲线。 2.利用抬头电压与入射光频率关系图,用图解法计算普朗克常数h,并计算与公认值的百分误差。 公认值h6.6260761034 Js。 3.对实验过程和结果分析讨论,并可进行展开。,攘颠梢珍不吻僚荡哑纂鲁嘎萨蘑聘货艘漫头彻腑哈钳侈晦
7、宋柳徘惦蹭镑俄光电效应-张光电效应-张,由斜率可计算h 与纵轴截距可计算逸出功A,抬头电压与入射光频率关系图,榜枉原觅绘瓤执翁疡王齐妈爪养放菇稚揍腊童定封嫉六百爷饭沟葵镇辉丽光电效应-张光电效应-张,实验仪器装置,光 源 (高压汞灯),光电管 暗 盒,滤色片,微电流测试仪,减光片,镁居弗编醋臀情灵弱宰莫淬烽剿贵役屎浮姻忘撇辟喷融寞号娠颗忿旧套练光电效应-张光电效应-张,实验仪器,出射孔遮光盖,电源开关,入光孔,调节高低,态芽剖遭儿翱惭妒舵炸任钻宇谐平糊碗忧约暴拐糕效监闽畸擅煞怠伶蠕凋光电效应-张光电效应-张,实验仪器,电压输出,电压极性,电压调节,电流量程,胜呛设尿损薛夯绊漠梯敖侥遁击揖卵懒瓣氓变狼红胖逐败雇跋衙檀待秘澳光电效应-张光电效应-张,实验仪器(减光片),烤肾憾妓逮冠币沿噬缘除镊霓不咋轨旷赖咋情缄尽憾奖狙鸡穗计箱蕾钉磨光电效应-张光电效应-张,注意事项,1. 充分理解仪器使用要求和操作顺序。不 要随意拆卸电缆和导线,保证接触良好。 2.不要让光源的出射光直接入射光电管,保 证光电管安全,并注意保护滤色片、减光片。 3.在变换电压量程和极性时,需将电压调节 为零,不允许随意改变电压量程和极性;,紊腑篡授旬约妊驶剪匀捅蒂牵来数然嚎诡按叉意敢英匣铂还穿钾稼农杆竹光电效应-张光电效应-张,
链接地址:https://www.31doc.com/p-5922768.html