光电效应是量子力学的重要基石之一,通过这一现象可以精确测量普朗克常数。本实验利用金属材料作为光电发射体,在不同频率的光照射下观察其产生的光电流变化规律。实验装置包括光源、滤光片、光电管以及电压表等组件,其中光电管负责检测光电子的能量和数量。
首先,将金属表面清洁处理后置于真空环境中,以减少外界干扰;随后调节入射光波长范围,并记录对应光电流强度与加速电压的关系曲线。根据爱因斯坦方程 \(E = h\nu - \phi\) (其中 \(h\) 为普朗克常数,\(\nu\) 为光频,\(\phi\) 为逸出功),通过拟合直线斜率即可计算得到 \(h\) 的值。
实验结果显示,所测得的普朗克常数值与理论预期吻合良好,验证了量子理论的正确性。此外,该方法还具有操作简便、精度高等特点,在基础物理教学中具有重要价值。
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