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【摘要】利用DH-GD-5型普朗克常数实验仪分别采用补偿法、零电流法和拐点法测定普朗克常数。实验结果表明，三种方法测得的误差相差不是很大，在以后的实验教学中，建议可根据学生的实际情况，选择合适的方法。
【關键词】光电效应 普朗克常数 误差
【中图分类号】G642.0 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2019）06-0235-02
利用光电效应测定普朗克常数实验是普通物理实验中的必做实验项目。该实验主要是通过截止电压与入射光的频率成线性关系Ua=v-，测量不同频率光的截止电压，拟合Ua-v直线的斜率b，由h=b·e测得普朗常数，其中e为电子电量。所以h测量的误差主要取决于截止电压测量的误差。截止电压的测量常用的有三种方法：补偿法、零电流法、拐点法。由于实验仪器不同，阳极产生的光电流、本底电流及暗电流情况也不同，那么我们在测量截止电压时该选择何种方法使测量误差更小。本文针对DH-GD-5型普朗克常数实验仪，分别用三种方法进行测量，通过对三种测量结果的比较，得出一些结论，从而为以后的实验教学提供参考。
1.实验测量及数据处理
本实验用的是杭州大华公司生产的DH-GD-5型普朗克常数实验仪。我们分别测量了波长为365nm、405nm、436nm、546nm和577nm的伏安特性曲线，如图1所示（我们在采集数据时，根据测量方法的需要，不同频率的光，电压的采集范围有所不同）。
分别利用零电流法（当光电流I=0A时所对应的电压值）和拐点法（伏安特性曲线中曲线向上抬头的起始点）选取出5种频率的光的截止电压值，而后用补偿法通过补偿本底电流和暗电流测量出截止电压如表1。利用最小二乘法对表1的数据进行拟合，可得三种方法所对应的Ua-v直线的斜率b，由h=b·e可求得相应的普朗克常数h，分别与公认值相比较求出相对误差，如表2。
2.讨论及结论
本文分别采用补偿法、零电流法和拐点法测定了波长为365nm、405nm、436nm、546nm和577nm的光的截止电压，利用最小二乘法拟合出Uα-v直线的斜率，进而求出普朗克常数。由表2可以看出，拐点法相对误差最大为2.2%，补偿法相对误差最小为0.2%，零电流法相对误差为0.7%。分析原因，对于DH-GD-5型普朗克常数实验仪，光电管暗盒采用测h专用光电管，由于采用了特殊结构，使光不能直接照射到阳极，由阴极反射照到阳极的光也很少，加上采用新型的阴、阳极材料及制造工艺，使得阳极反向电流大大降低，暗电流也很低。所以零电流法和补偿法误差较小，而补偿法由于补偿了本底电流和暗电流的影响，误差最小。在用拐点法测量时，由于拐点的确定具有一定的不确定性，会增加误差。从操作方面来说，拐点法比较麻烦，要从大量的实验数据，记录有用的数据绘制曲线，但是有助于训练学生的动手能力，而补偿法和零电流法操作起来相对简单，也比较容易理解，三种方法各有所长。对于DH-GD-5型普朗克常数实验仪，由实验结果来看，三种方法测量误差都不是很大，在以后的实验教学中，建议可根据学生的实际情况，选择合适的方法。
参考文献：
[1]杨述武，赵立竹，沈国土.普通物理实验[M].北京：高等教育出版社，2007.
[2]王云志，赵敏.光电效应测普朗克常数的数据处理及误差分析[J].大学物理实验，2011（4）：93-95.
作者简介：
李祯（1980-），女，河南周口人，讲师，硕士，主要从事物理实验教学及高能物理方面的研究。
【關键词】光电效应 普朗克常数 误差
【中图分类号】G642.0 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2019）06-0235-02
利用光电效应测定普朗克常数实验是普通物理实验中的必做实验项目。该实验主要是通过截止电压与入射光的频率成线性关系Ua=v-，测量不同频率光的截止电压，拟合Ua-v直线的斜率b，由h=b·e测得普朗常数，其中e为电子电量。所以h测量的误差主要取决于截止电压测量的误差。截止电压的测量常用的有三种方法：补偿法、零电流法、拐点法。由于实验仪器不同，阳极产生的光电流、本底电流及暗电流情况也不同，那么我们在测量截止电压时该选择何种方法使测量误差更小。本文针对DH-GD-5型普朗克常数实验仪，分别用三种方法进行测量，通过对三种测量结果的比较，得出一些结论，从而为以后的实验教学提供参考。
1.实验测量及数据处理
本实验用的是杭州大华公司生产的DH-GD-5型普朗克常数实验仪。我们分别测量了波长为365nm、405nm、436nm、546nm和577nm的伏安特性曲线，如图1所示（我们在采集数据时，根据测量方法的需要，不同频率的光，电压的采集范围有所不同）。
分别利用零电流法（当光电流I=0A时所对应的电压值）和拐点法（伏安特性曲线中曲线向上抬头的起始点）选取出5种频率的光的截止电压值，而后用补偿法通过补偿本底电流和暗电流测量出截止电压如表1。利用最小二乘法对表1的数据进行拟合，可得三种方法所对应的Ua-v直线的斜率b，由h=b·e可求得相应的普朗克常数h，分别与公认值相比较求出相对误差，如表2。
2.讨论及结论
本文分别采用补偿法、零电流法和拐点法测定了波长为365nm、405nm、436nm、546nm和577nm的光的截止电压，利用最小二乘法拟合出Uα-v直线的斜率，进而求出普朗克常数。由表2可以看出，拐点法相对误差最大为2.2%，补偿法相对误差最小为0.2%，零电流法相对误差为0.7%。分析原因，对于DH-GD-5型普朗克常数实验仪，光电管暗盒采用测h专用光电管，由于采用了特殊结构，使光不能直接照射到阳极，由阴极反射照到阳极的光也很少，加上采用新型的阴、阳极材料及制造工艺，使得阳极反向电流大大降低，暗电流也很低。所以零电流法和补偿法误差较小，而补偿法由于补偿了本底电流和暗电流的影响，误差最小。在用拐点法测量时，由于拐点的确定具有一定的不确定性，会增加误差。从操作方面来说，拐点法比较麻烦，要从大量的实验数据，记录有用的数据绘制曲线，但是有助于训练学生的动手能力，而补偿法和零电流法操作起来相对简单，也比较容易理解，三种方法各有所长。对于DH-GD-5型普朗克常数实验仪，由实验结果来看，三种方法测量误差都不是很大，在以后的实验教学中，建议可根据学生的实际情况，选择合适的方法。
参考文献：
[1]杨述武，赵立竹，沈国土.普通物理实验[M].北京：高等教育出版社，2007.
[2]王云志，赵敏.光电效应测普朗克常数的数据处理及误差分析[J].大学物理实验，2011（4）：93-95.
作者简介：
李祯（1980-），女，河南周口人，讲师，硕士，主要从事物理实验教学及高能物理方面的研究。