光电流曲线选择哪个数据作图

❶ 普朗克常数的测定

课 题 普朗克常数的测定
1．了解光电效应的规律，加深对光的量子性的理解；
教 学 目 的 2．利用光电效应测量普朗克常数h；
3．学会用最小二乘法处理数据。
重 难 点 1．通过作图法找到光电效应的截止电压；
2．用实验法作出不同频率下的 直线，并求出直线的斜率。
教 学 方 法 讲授、讨论、实验演示相结合。
学 时 3个学时

一、前言
量子论是近代物理的基础之一，给予量子论以直观、鲜明物理图像的是光电效应。随着科学技术的发展，光电效应已广泛应用于工农业生产、国防和许多科技领域。普朗克常数是自然界中一个很重要的普适常数，它可以用光电效应法简单而又较准确地求出。所以，进行光电效应实验并通过实验求取普朗克常数有助于我们了解量子物理学的发展及对光的本性认识。目前，普朗克常数的公认值是 。

二、实验仪器
YGP-2型普朗克常量实验装置（包括汞灯及电源，滤色片，光阑，光电管、智能测试仪构成）。

三、实验原理
光电效应的实验原理如图1所示。入射光照射到光电管阴极k上，产生的光电子在电场的作用下向阳极 迁移构成光电流，改变外加电压 ，测量出光电流 的大小，即可得出光电管的伏安特性曲线。
光电效应的基本实验事实如下：
（1） 对应于某一频率，光电效应的 关系如图2所示。从图中可见，对一定的频率，有一电压 ，当 时，电流为零，这个相对于阴极的负值的阳极电压 ，被称为截止电压。
（2） 后， 迅速增加，然后趋于饱和，饱和光电流 的大小与入射光的强度 成正比。
（3）对于不同频率的光，其截止电压的值不同，如图3所示。
（4）作截止电 与频率 的关系如图4所示。 与 成正比关系。当入射光频率低于某极限值 0（ 0随不同金属而异）时，不论光的强度如何，照射时间多长，都没有光电流产生。
（5）光电效应是瞬时效应。即使入射光的强度非常微弱，只要频率大于 0，在
开始照射后立即有光电子产生，所经过的时间至多为10-9秒的数量级。

按照爱因斯坦的光量子理论，光能并不像电磁波理论所想象的那样，分布在波阵面上，而是集中在被称之为光子的微粒上，但这种微粒仍然保持着频率（或波长）的概念，频率为 的光子具有能量 ， 为普朗克常数。当光子照射到金属表面上时，一次为金属中的电子全部吸收，而无需积累能量的时间。电子把这能量的一部分用来克服金属表面对它的吸引力，余下的就变为电子离开金属表面后的动能，按照能量守恒原理，爱因斯担提出了著名的光电效应方程：
(1)
式中， 为金属的逸出功， 为光电子获得的初始功能。
由该式可见，入射到金属表面的光频率越高，逸出的电子动能越大，所以即使阳极电位比阴极电位低时也会有电子落入阳极形成光电流，直至阳极电位低于截止电压，光电流才为零，此时有关系：
(2)� 阳极电位高于截止电压后，随着阳极电位的升高，阳极对阴极发射的电子的收集作用越强，光电流随之上升；当阳极电压高到一定程度，已把阴极发射的光电子几乎全收集到阳极，再增加 时 不再变化，光电流出现饱和，饱和光电流 的大小与入射光的强度 成正比。
光子的能量 时，电子不能脱离金属，因而没有光电流产生。产生光电效应的最低频率（截止频率）是 。
将（2）式代入（1）式可得：
(3)
此式表明截止电压 是频率 的线性函数，直线斜率 ，只要用实验方法得出不同的频率对应在的截止电压，求出直线斜率，就可算出普朗克常数 。
爱因斯坦的光量子理论成功地解释了光电效应规律。

四、实验内容与步骤
（一）仪器的调整
按照说明书对聚光器、单色仪、测量放大器的零点进行调节。

（二）测光电管的伏安特性及测定普朗克常量
1．由于单色仪所选用的衍射光栅的闪耀波长是500nm，因此，波长在500nm左右的强度较强，所以建议选择400～500nm之间的任意波长。
2．精确校正零极光谱位置。
3．将正负转换开关置于“－”，逆时针转动微分筒到选定的波长位置，转动电压调节旋钮，改变光电管遏止电压，从－0.5V起缓慢调高外加直流负压，先注意观察一遍电流变化情况，记住电流开始明显升高的电压值。根据微安表的指示，直到直流负压增加而微安表不增加为止。
4．针对各阶段电流变化情况。分别以不同的间隔施加遏止电压，读取对应的电流值。
5．陆续选择适当间隔的另外3～4种波长的光进行同样测量。
6．列表记录数据，画出伏安特性曲线，并确定截止电压。根据实验原理：截止电压应是实测曲线的斜直线部分与曲线部分的相接处。

五、数据表格及数据处理

1．实测5种波长在不同电压下的光电流数据，如下表(本实验所用光电管只是众多中的一只，因光电管每只的参数不可能完全一致，所以所测数据及数据处理方法仅供参考)：
波长 400nm 4 30nm 460nm 490nm 520nm
V(伏) I×10-10 V(伏) I×10-10 V(伏) I×10-10 V(伏) I×10-10 V(伏) I×10-10
(一) A(一)
(一) A(一)
(一) A(一)
(一) A(一)
(一) A(一)

1 3．50 41．8 3．5 0 66．0 3．50 8 3．8 3．50 95．7 3．50 99．7
2 3．40 41．5 3．40 65．7 3．40 83．6 3．40 95．4 3．40 99．5
3 3．30 41．2 3．30 65．5 3．30 83．4 3．30 95．2 3．30 99．3
4 3．20 41．0 3．20 65．3 3．20 83．2 3．2 0 95．0 3．20 99．2
5 3．10 40．8 3．10 65．0 3．10 83．0 3．10 94．8 3．10 99．1
6 3．00 40．6 3．00 64．7 3．00 82．7 3．00 94．6 3．00 99．0
7 2．90 40．4 2．90 64．4 2．90 82．4 2．90 94．4 2．90 98．8
8 2．80 40．2 2．80 64．0 2．80 82．1 2．80 94．2 2．80 98．6
9 2．70 40．0 2．70 63．6 2．70 82．0 2．70 94．1 2．70 98．4
1 O 2．60 39．7 2．60 63．3 2．60 81．7 2．60 94．0 2．60 98．2
1 1 2．50 39．5 2．50 63．0 2．50 81．5 2．50 93．7 2．50 98．0
1 2 2．40 39．3 2．40 62．5 2．40 81．1 2．40 93．3 2．40 97．7
1 3 2．30 39．0 2．30 62．0 2．30 80．7 2．30 93．0 2．30 97．4
14 2．20 38．7 2．20 61．5 2．20 80．3 2．20 92．5 2．20 97．2
1 5 2．10 38．4 2．10 61．0 2．10 80．0 2．10 92．0 2．10 97．0
1 6 2．00 38．0 2．00 60．5 2．00 79．4 2．00 9l-5 2．00 96．6
1 7 1．90 37．7 1．90 60．0 1．90 79．2 1．90 91．0 1．90 96．3
1 8 1．80 37．4 1．80 59．4 1．80 79．0 1．80 90．5 1．80 96．0
1 9 1．70 36．0 1．70 58．3 1．70 78．5 1．70 90．0 1．70 95．5
20 1．60 35．0 1．65 58．0 1．60 78．0 1．60 89．5 1．60 95．1
21 1．50 34．0 1．60 57．5 1．50 77．5 1．50 89．0 1．50 94．5
22 1．45 33．0 1．50 56．0 1．42 77．0 1．40 88．0 1．40 94．0
2 3 1．40 32．0 1．40 55．0 1．35 76．0 1．33 87．0 1．30 93．5
24 1．37 31．0 1．35 54．0 1．30 75．0 1．25 86．0 1．20 92．5
25 1．34 30．0 1．30 53．0 1．23 73．0 1．17 85．0 1．10 95．0
26 1．32 29．0 1．25 52．0 1．1 7 70．0 1．1 2 84．0 1．01 90．0
27 1．30 28．0 1．20 50．0 1．1 2 68．0 1．07 83．0 0．96 89．0
28 1．29 27．0 1．1 7 48．0 1．07 66．0 1．03 82．0 0．92 88．0
29 1．28 26．0 1．14 46．0 1．06 64．0 1．00 81．0 0．86 86．0
30 1．25 24．0 1．1 1 42．0 1．03 62．0 0．96 80．0 0．81 82．0
31 1．23 22．0 1．09 40．0 1．00 60．0 0．89 74．0 0．77 78．0
32 1．22 20．0 1．06 35．0 0．95 52．0 0．86 70．0 0．73 70．0
33 1．18 17．0 1．03 30．0 0．91 44．0 0．84 64．0 0．71 64．0
34 1．15 12．0 1．00 22．0 0．87 30．0 0．79 50．0 0．66 42．0
35 1．09 0．0 0．94 0．0 0．81 0．0 0．70 0．0 0．61 0．0

2．用一元回归(最小二乘直线拟合)求出对应5个波长的光电流益线的斜直线部分的直线方程．(方法仅供参考)
令： I=A+BU
依据最小二乘法得

1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0
U(V) -3．5 -3．4 -3．3 -3．2 -3．1 -3．0 -2．9 -2．8 -2．7 -2．6
I x10-10 mA -41．8 -41．5 -41．2 -41．0 -40．8 -40．6 -40．4 -40．2 -40．0 -39．7

同理：

3．作V—I关系图(伏安特性曲线)

4．作V— 关系图
依V—I关系曲线，从图中可得出各波长的截止电压的数据如下表：
波长(nm) 400 430 460 490 520
频率 (×10-10 HZ)
7．50 6．98 6．52 6．12 5．77
截止电压V(V) -1．8 -1．60 -1．40 -1．25 -1．10
A． 依据上述表中的V与I，数据用最小二乘法拟合。
以y为X轴，V为Y轴，设
y=A+B
得
B．作V— 关系图

5．数据处理(方法仅供参考)
A．求普朗克常量
a．根据截止电压与相应频率拟合的直线方程的斜率可知：

b．根据V— 关系图可知：

六、注意事项
1．仪器需要预热20～30分钟。
2．在实验中应确定零极谱位置，观测微分筒的“0”与固定套筒上的“0”位线重合，可能发生的零位偏差，实验中应予以修正。
3．测微螺杆位移0.01nm，恰好对应波长为1nm，逆时针转动微分筒，波长向长波方向移动，波长增加，反之，减小。
4. 调节测量放大器的零点，在进行测量光电管的伏安特性及其有关实验的过程中，电流表的零位一旦调好，千万不能再动此钮。
 5. 电流表的倍率选择一般在 或 档，使微安表的指示值在30～100％的范围内，如超过满刻度可调整入射狭缝，尽量在测量某一波长的光电流曲线时，不变更倍率。
6．本实验的关键是较准确合理地找到选定波长的入射光的截止电压，真正的截止电压在实测曲线的斜直线部分与曲线部分的相接处，因此，需用最小二乘法处理数据。

七、教学后记
1．本实验要测量的数据较多，耗时较多，作为选作实验要求学生能够理解原理，记录数据，并处理数据即可，因此未让学生测5组数据。
2．学生在实验中一般未考虑零位修正。
3．选作实验学生在态度上就不重视，因此出现急于完成，抄数据的现象。

❷ 如何用excel做光电管的伏安特性曲线

光电管的伏安特性，要记录两端施加的电压和电流，主要还与光照的发光强度有关，如果要做伏安特性曲线，就要做大量的测试，在不同的光照下，施加不同电压得出对应的电流值，记录数据，有了测量数据就可以用excel的插入“折线图”就能够生成伏安特性曲线了。参考某一现成产品的伏安特性曲线（下图）需要配备标准的可调发光强度的光源、可调电压的额定的电源、微安表等。可以在不同流明值下，作出多条伏安特性曲线，然后合并即可。供参考。

❸ 如何处理差热分析原始数据有7列数据，该用哪些数据作图。

差热分析曲线

根据国际热分析协会ICTA的规定，差热分析DTA是将试样和参比物置于同一环境中以一定速率加热或冷却，将两者间的温度差对时间或温度作记录的方法。

从DTA获得的曲线试验数据是这样表示的：纵坐标代表温度差ΔT，吸热过程显示一个向下的峰，放热过程显示一个向上的峰【可以由实验者或仪器操作者人为重新定义！】。横坐标代表时间或温度，从左到右表示增加。

图中：

基线：指DTA曲线上ΔT近似等于0的区段，如oa、de、gh。如果试样和此外的热容相差较大，则易导致基线的倾斜。

峰：指DTA曲线离开基线又回到基线的部分。包括放热峰和吸热峰，如abd、efg。

峰宽：指DTA曲线偏离基线又返回基线两点间的距离或温度间距，如ad或Td-Ta。

峰高：表示试样和参比物之间的最大温度差，指峰顶至内插基线间的垂直距离，如bi。

峰面积：指峰和内插基线之间所包围的面积。

外延始点：指峰的起始边陡峭部分的切线与外延基线的交点。如J点。

在DTA曲线中，峰的出现是连续渐变的。由于在测试过程中试样表面的温度高于中心的温度，所以放热的过程由小变大，形成一条曲线。在DTA的a点，吸热反应主要在试样表面进行，但a点的温度并不代表反应开始的真正温度，而仅是仪器检测到的温度，这与仪器的灵敏度有关。

峰温无严格的物理意义，一般来说峰顶温度并不代表反应的终止温度，反应的终止温度应在bd线上的某一点。最大的反应速率也不发生在峰顶而是在峰顶之前。峰顶温度仅表示试样和参比物温差最大的一点，而该点的位置受试样条件的影响较大，所以峰温一般不能作为鉴定物质的特征温度，仅在试样条件相同时可作相对比较。

国际热分析协会ICTA对大量的试样测定结果表明，外延起始温度与其他实验测得的反应起始温度最为接近，因此ICTA决定用外延起始温度来表示反应的起始温度。

你没有讲出你实验数据是哪7部分。根据以上叙述，你选择使用绘图软件作曲线。

为你测试的仪器实验室为什么没有为你做好DTA曲线呢？！

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看到了你上传的实验数据。你可以把：

信号1，（测试）时间，分; 把A栏的数据作横坐标，或者把

信号2，温度，（°C）; 把B栏的数据作横坐标，

【信号3，样（品）重（量），（mg）；保留，计算时，使用】

信号4，热流（mW）;把D栏的数据作纵坐标，作图；

或者，以 信号5，温差，（°C）;把E栏的数据作纵坐标，作曲线；

或者，以 信号6，温差，（μV）;把F栏数据作纵坐标，作曲线；

【信号7，样品清洗气流（mL/min）保留，对实验结果讨论时，使用。】

❹ 光电流与电压曲线图

是的.
负轴的零点是遏止电压.
正轴是正向电压eU=0.5m(v'^2-v^2).但是光电子数量有限,电压加大时只是速度变大,电流不会变大,所以曲线就平了……（个人理解）

❺ 瞬态光电流，i-v图怎么用电化学工作站测试，横坐标是电压，纵坐标是电流

有电化学工作站含测试瞬态光电流响应信号的一套标准方法的（包含I-V曲线），比如德国Zahner（札纳）公司的电化学工作站（或CIMPS光电化学测试系统）,该系统配有可自动控制急速开或关的LED光源和高速数据采集器，能实现时间分辨率为50ns的光电流/光电压瞬态响应测量。我主要是做太阳能电池的，已用这套系统测过很多瞬态响应电压/电流的数据。

❻ （1）在光电效应的实验中，某同学用同一光电管在不同实验条件下得到了三条光电流与电压的关系曲线，如图

（1）光电流恰为零，此时光电管两端加的电压为截止电压，对应的光的频率为截止频率，可知，乙光对应的截止频率小于丙光的截止频率；
根据eU_截=

1

2

mv_m²=hγ-W，入射光的频率越高，对应的截止电压U_截越大．甲光、乙光的截止电压相等，所以甲光、乙光的频率相等；
丙光的截止电压大于乙光的截止电压，
所以丙光的频率大于乙光的频率，则乙光的波长大于丙光的波长；丙光的截止电压大于甲光的截止电压，
所以甲光对应的光电子最大初动能小于于丙光的光电子最大初动能．更换不同的光电管，对应的截止频率也将不同，
由图可知，甲的饱和电流大于乙的饱和电流，而光的频率相等，所以甲光的光强大于乙光的光强
故A、D错误，BCE正确．
故选BCE．
（2）设子弹从木块穿过后木块获得的速度为v，根据动量守恒得
m₀v₀=m₀u+Mv
代入解得v=8m/s
对木板，根据向心力公式得：
F-Mg=M

v2

L

解得F=148N
木块与圆环一起向右摆动的过程中，由水平方向动量守恒和机械能守恒得
Mv=（M+m）v₁

1

2

Mv²=

1

2

（M+m）v₁²+（M+m）h
解得h=0.64m
答：①当子弹射穿木块时，轻绳的拉力大小为148N；
②当子弹射穿木块后，木块向右摆动的最大高度为0.64m．

❼ 怎样用excel制做伏安特性曲线

选中数据，点插入折线图，在进行相应的坐标轴调整就可以！

❽ 光电效应及普朗克常量的测量实验现象

光电效应实验及其光量子理论的解释在量子理论的确立与发展上，在解释光的波粒二象性等方面都具有划时代的深远意义。利用光电效应制成的光电器件（如：光电管、光电池、光电倍增管等）在科学技术中得到广泛的应用，并且至今还在不断开辟新的应用领域，具有广阔的应用前景。
【实验目的】

1、了解光电效应基本规律；

2、用光电效应方法测量普朗克常量；

3、测定光电管的光电特性曲线。

【实验仪器】

【实验原理】

当光照在物体上时，光的能量仅部分地以热的形式被物体吸收，而另一部分则转换为物体中某些电子的能量，使电子逸出物体表面，这种现象称为光电效应，逸出的电子称为光电子。在光电效应中，光显示出它的粒子性质，所以这种现象对认识光的本性，具有极其重要的意义。

光电效应实验原理如图5-26-2所示。其中S为真空光电管，K为阴极，A为阳极。当无光照射阴极时，由于阳极与阴极之间是断路，所以检流计G中无电流流过，当用一波长比较短的

单色光照射到阴极K上时，形成光电流，光电流随加速电位差U变化的伏安特性曲线如图5-26-3所示。

1、 光电流与入射光强度的关系

光电流随加速电位差U的增加而增加，加速电位差增加到一定量值后，光电流达到饱和值，饱和电流与光强成正比，而与入射光的频率无关。实验指出，有一个遏止电位差存在，当电位差达到这个值时，光电流为零。

2、光电子的初动能与入射光频率之间的关系

实验证明：光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只与入射光频率有关。

3、光电效应有红限频率存在

不论用多强的光照射到物质都不会产生光电效应.

实验时，应根据光电管的U～I曲线的特点来选择交点法或拐点法。本实验采用的光电管，其阴极电流上升很快，反向电流较小，故采用“交点法”确定截止电压。

【实验内容与步骤】

1、测试前的准备

(1)用遮光盖挡住汞灯光源出光口，将测试仪及汞灯电源接通，预热20分钟，使其处于稳定工作状态。

(2)调节实验仪板面“电流调零”旋钮，使其显示“000.0”。每换一次量程，必须重新调零。

(3)用屏蔽电缆线将微电流输入端与K连接、电压输出端与光电管暗箱A及接地连接。

2、测量光电管的伏安特性曲线。

(1)将实验仪“电压选择”键置于“-2V～+30V”状态，将“电流量程选择”开关置于“”档。

(2)将测定仪电流输入电缆断开，调节实验仪“电流调零”旋钮，使电流显示“00.0A”，重新接上电流输入电缆线。

（3）将光阑及365.0nm的滤色片装在光电管暗盒的光输入口上，撤掉光源出光口的遮光盖。注意在此过程中必须用挡片遮一下汞灯，否则容易击穿光电效应仪。从低到高缓慢调节“-2V～+30V”电压微调旋钮，记录电流从零到非零点所对应的电压值作为第一组数据，令电压输出值缓慢由-2伏增加到+30V，-2到0之间每隔0.3V记一个电流值，0到30之间每隔2V记一个电流值。将数据记录于表5-26-1中。在伏安特性曲线转弯处应多测几组数据，以便作图。

(4)依次换上404.7nm、435.8nm、546.1nm、577.0nm的滤色片，重复步骤（1）、（2）、（3）。

3、测量普朗克常数

（1）将实验仪“电压选择”键置于“–2 V～＋2V”档，将“电流量程选择”开关置于“”档。将测试仪电流输入电缆断开，调零后重新接上。

（2）将光阑及365.0nm的滤色片装在光电管暗盒的光输入口上，撤掉光源出光口的遮光盖。注意在此过程中必须用挡片遮一下汞灯，否则容易击穿光电效应仪。

（3）从高到低调节“–2 V～＋2V”微调旋钮，用“交点法”测量该波长对应的截止电压，并将数据记录于表5-26-2中。

（4）依次换上404.7nm、435.8nm、546.1nm、577.0nm的滤色片，重复步骤（1）、（2）、（3）。

❾ 用excel如何作图使几支曲线在一个图上

举例说明：

第一步：整理好所需数据。