光电效应实验报告模板（2025秋）V3.0

光电效应实验报告模板（2025秋）V3.0（当堂处理和提交）

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预习报告（课前撰写）

预习问题：用示意图、思维导图和简要文字回答下面的问题

本次光电效应实验的主要目的是什么？我们希望通过测量哪两个关键物理量之间的关系，来验证什么物理定律并测定哪个重要物理常数？
什么是遏止电压（或称截止电压）？在实验中，如何准确判断并测量它？测量它对于我们研究光电效应有何重要意义？
实验过程中，为何必须使用“单色光”？如何获得单色光？更换滤色片或改变光源频率后，进行电压扫描测量前，有一个非常重要的重置步骤是什么？为什么？
获得一组（频率ν，遏止电压U₀）的数据后，应如何处理数据以求得普朗克常数h？请写出最终的计算公式，并指出公式中每个物理量的含义和单位。
试分析本实验可能的主要误差来源（至少列出3条）。其中，哪些是系统误差？哪些是随机误差？如何减小这些误差？
实验中使用汞灯和高压汞灯时，应注意哪些安全事项？为何严禁用手直接触摸滤色片、光学镜片等元件？

一、课堂报告

1 实验准备

将光源、光电管暗箱，测试仪（含徽电流放大器及可调直流电压源）安放在适当位置，暂不连线。
将测试仪电压粗调和电压细调旋钮调到最小，打开测试仪和汞灯电源，预热15分钟以上。
注意：1）汞灯光谱中的紫外线比较强，避免直视汞灯；2）如汞灯突然停电，等待5分钟后再重启预热；3）除了测量和调节环节，汞灯和光电管暗箱都应套上遮光罩进行保护

2 测量光电管伏安特性曲线

将光源出射孔对准暗箱窗口，两者距离调整到30~50 cm并取下遮光罩。
从最小值逐渐增加加速电压，观察徽电流表的示值变化，并根据需要调整微电流表量程。注意:每次改变量程都要重新调零。
从短波长或者长波长端逐次更换滤色片，并分别读出I–U_AK值。I变化剧烈的位置附近要多测量几个点。

表1 I-U_AK数据记录表

入射光波长：365nm

	单位	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
U_AK	V
I

入射光波长：405nm

	单位	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
U_AK	V
I

入射光波长：436nm

	单位	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
U_AK	V
I

入射光波长：546nm

	单位	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
U_AK	V
I

入射光波长：577nm

	单位	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
U_AK	V
I

3. 绘制光电管伏安特性曲线

3.确定每个波长对应截止电压，计算普朗克常数和金属逸出功

使用交点法（又称零电流法）判断每个波长对应的截止电压U₀，并填入表2。
在坐标纸上手工绘制、拟和U₀-ν数据点，计算普朗克常数h和阴极金属逸出功W；
注意：需要在图中完整展示拟和过程和结果

表2 U₀-ν数据记录表

	单位	1	2	3	4	5
波长λ_i	nm	365	405	436	546	577
频率ν_i	10¹⁴Hz	8.21	7.41	6.88	5.49	5.20
截止电压U₀	V
普朗克常数h	J·s
阴极金属逸出功 W	eV