光电效应测普朗克常数的实验原理可以归纳为以下几个步骤和关键点: 1. **光电效应的基本原理**: - 光电效应是当光线(光子)照射到金属表面时,如果光子的频率超过一定阈值(称为截止频率),就会使得金属中的电子获得足够的能量从而逸出金属表面的现象。这些逸出的电子被称为光电子。 2. **遏制电压的概念**: - 在光电效应的实验中,为了测量光电子的能量,通常会给光电管加上一个反向电压(遏制电压)。当这个电压达到一定值时,光电子将无法到达阳极,此时的光电流将降为零。这个电压值被称为遏制电压。 3. **普朗克常数与光电效应的关系**: - 普朗克常数是量子力学中的一个基本常数,它表示了能量与频率之间的基本关系,即E = hν,其中E是能量,ν是频率,h是普朗克常数。 - 在光电效应中,光电子的能量可以表示为E = hν - W₀,其中W₀是金属的逸出功(即电子从金属中逸出所需的最小能量)。 - 遏制电压Ube与光电子的能量之间的关系可以表示为Ube = E/e = (hν - W₀)/e,其中e是电子的电荷量。 4. **实验过程**: - 通过实验测量不同光照频率下的遏制电压,可以得到遏制电压与光照频率之间的关系曲线。这个关系曲线应该是一条直线。 - 利用线性回归等数据分析方法,可以确定这条直线的斜率k,由Ube = hν/e - W₀/e可知,斜率k实际上等于h/e。 - 因此,通过测量得到的斜率k和已知的e(电子电荷量),可以计算出普朗克常数h = ke。 综上所述,光电效应测普朗克常数的实验原理主要是基于光电效应的基本原理和普朗克常数与光电效应之间的关系。通过实验测量不同光照频率下的遏制电压,并分析得到的遏制电压与光照频率之间的关系曲线,最终计算出普朗克常数的值。