實驗中透過改變入射光的頻率,測出相應截止電壓Us,在直角座標中作出Us ~υ關係曲線,若它是一根直線,即證明了愛因斯坦方程的正確,並可由直線的斜率K=h/ υ,求出普朗克常數。
顯然,測量普朗克常數的關鍵在於準確地測出不同頻率υ所對應的截止電壓Us,然而實際的光電管伏安特性曲線由於某種因素的影響與理想曲線(圖4-4-2)是不同的。下面對這些因素給實驗結果帶來的影響進行分析、認識,並在資料處理中加以修正。
首先,由於光電管在加工製作和使用過程,陽極常會被濺射上光陰極材料,當光照射光陰極時,不可避免有部分光漫反射到陽極上,致使陽極也發射光電子,而外加反向電場對陽極發射的光電子成為一個加速場,它們很快到達陽極形成反向電流。
其次,光電管即使沒有光照,在外加電壓下也會有微弱電流透過,稱為光電管的暗電流。產生暗電流的主要原因是極間絕緣電阻漏電(包括管座及玻璃殼內外表面的漏電)和陰極在常溫下的熱電子發射,暗電流與加電壓基本上成線性關係。
由於上述兩個原因的影響,實測的光電流實際上是陰極光電子發射形成的光電流、陽極光電子發射形成的反向電流和光電管暗電流的代數和。使實際的伏安特性曲線呈現圖4-4-4所示形狀,因此,真正的截止電壓Us並不是曲線與U軸的交點,因為此時陰極光電流並未截止,當反向電壓繼續增大時,伏安特曲線將向反向電流繼續延伸,達到B點時逐漸趨向飽和。B點所對應的應向電壓才是對應頻率υ下的截止電壓。從整個曲線看,B點是負值電流的變化率開始增大的“抬頭點”,所以在實際中確定截止電壓Us是要準確地從伏安特性曲線中找出“抬頭點”所對應的電壓值。
實驗中透過改變入射光的頻率,測出相應截止電壓Us,在直角座標中作出Us ~υ關係曲線,若它是一根直線,即證明了愛因斯坦方程的正確,並可由直線的斜率K=h/ υ,求出普朗克常數。
顯然,測量普朗克常數的關鍵在於準確地測出不同頻率υ所對應的截止電壓Us,然而實際的光電管伏安特性曲線由於某種因素的影響與理想曲線(圖4-4-2)是不同的。下面對這些因素給實驗結果帶來的影響進行分析、認識,並在資料處理中加以修正。
首先,由於光電管在加工製作和使用過程,陽極常會被濺射上光陰極材料,當光照射光陰極時,不可避免有部分光漫反射到陽極上,致使陽極也發射光電子,而外加反向電場對陽極發射的光電子成為一個加速場,它們很快到達陽極形成反向電流。
其次,光電管即使沒有光照,在外加電壓下也會有微弱電流透過,稱為光電管的暗電流。產生暗電流的主要原因是極間絕緣電阻漏電(包括管座及玻璃殼內外表面的漏電)和陰極在常溫下的熱電子發射,暗電流與加電壓基本上成線性關係。
由於上述兩個原因的影響,實測的光電流實際上是陰極光電子發射形成的光電流、陽極光電子發射形成的反向電流和光電管暗電流的代數和。使實際的伏安特性曲線呈現圖4-4-4所示形狀,因此,真正的截止電壓Us並不是曲線與U軸的交點,因為此時陰極光電流並未截止,當反向電壓繼續增大時,伏安特曲線將向反向電流繼續延伸,達到B點時逐漸趨向飽和。B點所對應的應向電壓才是對應頻率υ下的截止電壓。從整個曲線看,B點是負值電流的變化率開始增大的“抬頭點”,所以在實際中確定截止電壓Us是要準確地從伏安特性曲線中找出“抬頭點”所對應的電壓值。