1樓:匿名使用者
利用光電效應現象測定普朗克常數
一、實驗原理
光電效應的實驗原理如(圖1)所示。入射光照射到光電管陰極上,產生的光電子在電場的作用下向陽極遷移構成光電流,改變外加電壓,測量出光電流的大小,既可得出光電管的伏安特性曲線。
愛因斯坦提出著名的光電效應方程:
(為金屬的溢位功,為電子獲得的初始動能) (1)
陽極電位為於截止電壓,光電流才為零,此時有關係式:(2)
將(2)式代入(1)式可得: 或 (3)
上式表明截止電壓是頻率的線性函式,直線的斜率為,只要用實驗的方法得出不同的頻率對應的截止電壓,求出直線的斜率,就可算出普朗克常數。
二、實驗儀器:zky-gd-4智慧光電效應(普朗克常數)實驗儀
三、實驗要求:
用兩種方法求出普朗克常數:
1.作圖法求普朗克常數
通過實驗資料,得出-直線的斜率,即可用求出普朗克常數,並與的公認值比較求出相對誤差,式中,。
2.用最小二乘法處理資料求出普朗克常數
四、資料記錄及處理:(舉例)
波 長(nm)
365.0
404.7
435.8
546.1
577.0
頻率8.214
7.408
6.879
5.530
5.196
截止電壓
手動1.792
1.488
1.242
0.688
0.542
自動1.792
1.490
1.244
0.688
0.546
平 均 值
1.792
1.489
1.243
0.688
0.544
1. 用做圖法求普朗克常數:(座標紙上作圖)
由圖得直線上兩點的座標為 、
於是得直線的斜率為:
普朗克常數為:
相對誤差為:
2. 最小二乘法求普朗克常數:
用表示頻率,用表示截止電壓,根據最小二乘法得:
直線的斜率為:
比較兩種方法可看出:
1. 通過作圖法求普朗克常數比較直觀,但由於資料點太少,所做直線斜率變化比較大,於是誤差也比較大。(見圖)
2. 應用最小二乘法求普朗克常數,計算過程比較繁瑣,但從公式的推倒過程可以看出結果較為可靠。
五、實驗注意事項:
1. 要正確連線並除錯儀器。
2. 實驗結束後及時按要求關閉儀器,注意保護光電管。
六、思考題
1. 光電效應的實驗規律有哪幾方面?用波動理論去解釋時遇到了那些困難?
2. 根據愛因斯坦的光子假說,如何解釋光電效應的實驗結果
普朗克公式的計算公式
2樓:匿名使用者
普朗克常數
開放分類: 科學、量子力學、常數、普朗克、量子學
普朗克常數記為 h ,是一個物理常數,用以描述量子大小。在量子力學中佔有重要的角色,馬克斯·普朗克在2023年研究物體熱輻射的規律時發現,只有假定電磁波的發射和吸收不是連續的,而是一份一份地進行的,計算的結果才能和試驗結果是相符。這樣的一份能量叫做能量子,每一份能量子等於hv,v為輻射電磁波的頻率,h為一常量,叫為普朗克常數。
普朗克常數的值約為:6.626196×10^-34
其中電子伏特(ev)·秒(s)為能量單位。
普朗克常數的物理單位為能量乘上時間,也可視為動量乘上位移量:
(牛頓(n)·米(m)·秒(s))為角動量單位
另一個常用的量為約化普朗克常數(reduced planck constant),有時稱為狄拉克常數(dirac constant),紀念保羅·狄拉克:
其中 π 為圓周率常數 pi。 念為 "h-bar" 。
普朗克常數用以描述量子化,微觀下的粒子,例如電子及光子,在一確定的物理性質下具有一連續範圍內的可能數值。例如,一束具有固定頻率 ν 的光,其能量 e 可為:
有時使用角頻率 ω=2πν :
許多物理量可以量子化。譬如角動量量子化。 j 為一個具有旋轉不變數的系統全部的角動量, jz 為沿某特定方向上所測得的角動量。其值:
因此, 可稱為 "角動量量子"。
普朗克常數也使用於海森堡不確定原理。在位移測量上的不確定量(標準差) δx ,和同方向在動量測量上的不確定量 δp,有如下關係:
還有其他組物理測量量依循這樣的關係,例如能量和時間。
普朗克常數的提出
[編輯本段]
朗克演講的內容是關於物體熱輻射的規律,即關於一定溫度的物體發出的熱輻射在不同頻率上的能量分佈規律。普朗克對於這一問題的研究已有 6 個年頭了,今天他將公佈自己關於熱輻射規律的最新研究結果。普朗克首先報告了他在兩個月前發現的輻射定律,這一定律與最新的實驗結果精確符合(後來人們稱此定律為普朗克定律)。
然後,普朗克指出,為了推匯出這一定律,必須假設在光波的發射和吸收過程中,物體的能量變化是不連續的,或者說,物體通過分立的跳躍非連續地改變它們的能量,能量值只能取某個最小能量元的整數倍。為此,普朗克還引入了一個新的自然常數 h = 6.626196×10^-34 j·s(即6.
626196×10^-27erg·s,因為1erg=10^-7j)。這一假設後來被稱為能量量子化假設,其中最小能量元被稱為能量量子,而常數 h 被稱為普朗克常數②。
於是,在一次普通的物理學會議上,在與會者們的不經意間,普朗克首次指出了熱輻射過程中能量變化的非連續性。今天我們知道,普朗克所提出的能量量子化假設是一個劃時代的發現,能量子的存在打破了一切自然過程都是連續的經典定論,第一次向人們揭示了自然的非連續本性。普朗克的發現使神祕的量子從此出現在人們的面前,它讓物理學家們即興奮,又煩惱,直到今天。
物體通過分立的跳躍非連續地改變它們的能量呢,但是,怎麼會這樣呢?物體能量的變化怎麼會是非連續的呢?根據我們熟悉的經典理論,任何過程的能量變化都是連續的,而且光從光源中也是連續地、不間斷地發射出來的。
沒有人願意接受一個解釋不通的假設③,尤其是嚴肅的科學家。因此,即使普朗克為了說明物體熱輻射的規律被迫假設能量量子的存在,但他內心卻無法容忍這樣一個近乎荒謬的假設。他需要理解它!
就象人們理解牛頓力學那樣。於是,在能量量子化假設提出之後的十餘年裡,普朗克本人一直試圖利用經典的連續概念來解釋輻射能量的不連續性,但最終歸於失敗。1931 年,普朗克在給好友伍德(willias wood)的信中真實地回顧了他發現量子的不情願歷程,他寫道,「簡單地說,我可以把這整個的步驟描述成一種孤注一擲的行動,因為我在天性上是平和的、反對可疑的冒險的,然而我已經和輻射與物質之間的平衡問題鬥爭了六年(從 1894 年開始)而沒有得到任何成功的結果。
我明白,這個問題在物理學中是有根本重要性的,而且我也知道了描述正常譜(即黑體輻射譜)中的能量分佈的公式,因此就必須不惜任何代價來找出它的一種理論詮釋,不管那代價有多高。」④
1919 年,索末菲在他的《原子構造和光譜線》一書中最早將 1900 年 12 月 14 日稱為「量子理論的誕辰」,後來的科學史家們將這一天定為了量子的誕生日⑤。
[普朗克科學定律]
普朗克曾經說過一句關於科學真理的真理,它可以敘述為「一個新的科學真理取得勝利並不是通過讓它的反對者們信服並看到真理的光明,而是通過這些反對者們最終死去,熟悉它的新一代成長起來。」這一斷言被稱為普朗克科學定律,並廣為流
3樓:匿名使用者
普朗克公式
bubplanck』s formula
德國物理學家m.普朗克在量子論基礎上建立的關於黑體輻射的正確公式。19世紀末,經典統計物理學在研究黑體輻射時遇到了巨大的困難:
由經典的能量均分定理匯出的瑞利-金斯公式在短波方面得出同黑體輻射光譜實驗結果相違背的結論。同時,維恩公式則僅適用於黑體輻射光譜能量分佈的短波部分。也就是說,當時還未能找到一個能夠成功描述整個實驗曲線的黑體輻射公式。
2023年普朗克獲得一個和實驗結果一致的純粹經驗公式,2023年他提出了能量量子化假設:輻射中心是帶電的線性諧振子,它能夠同周圍的電磁場交換能量,諧振子的能量不連續,是一個量子能量的整數倍。
普朗克量子假設
2023年,普朗克從理論上推匯出一個與實驗符合得非常好的公式:
mbλ(t)=2πh(c^2)(λ^-5)*1/[e^(hc/λkt)-1]
稱為普朗克公式。h=6.63×10^-34稱為普朗克常數 。
為推匯出這個公式,普朗克作了如下兩條假設:
(1)黑體是由帶電諧振子組成(即把組成空腔壁的分子、原子的振動看做線性諧振子).這些諧振子輻射電磁波,並和周圍的電磁場交換能量。
(2)這些諧振子的能量不能連續變化,只能取一些分立值,這些分立值是最小能量ε的整數倍,即
4樓:伯璞奉慕思
比較複雜,給你個**
你可以找到
大學物理實驗光電效應測普朗克常量這個公式u0可以測我知道v我也知道但是v0這一截止頻率又不知道
測出多個v及其對應的u0,描點畫出圖象,即可從斜率和截距上分別得到h和hv0,從而得到v0 大學物理實驗,用光電效應測普朗克常量 在兩金屬相接觸後,逸出功較小的金屬由於失去電子而增高電勢,逸出功較大的金屬由於增加電子而降低電勢,兩者之間就呈現出了電位差。這個是電壓 極性的問題 實驗是在兩極間施加一反...
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