[发明专利]光电效应截止电压的测量方法

说明书

光电效应截止电压的测量方法涉及物理参数的测量，技术方案是：光源发出的光线经过透光孔后、从进光孔照射产生光电效应的金属表面，光电效应金属表面发射电子；在光电效应金属表面的前方有一个圆圈金属电极，在圆圈金属电极与光照射的光电效应金属表面之间形成电流；将电子源金属连接到电容的一端、将光电子接受部件连接到电容的另一端，光电效应产生的电流对电容充电，电容的电压使电子源金属和光电子接受部件之间形成反向电场阻碍光电子进一步向光电子接受部件运动，当电容两端的电压不再升高的时候，此时电容两端的电压就是光源波长对应光电效应的截止电压。测试电路简单；测量原理清晰：直接测量电压；测量方案可行。

技术领域

本发明涉及物理参数的测量，特别是光电效应的截止电压的精确测量。

背景技术

光电效应主要是指光照射到金属表面能够促使金属表面的电子脱离金属的束缚。由于电子脱离金属表面束缚需要一定的能量，所以能够产生光电效应的光线具备一个最低频率，最低频率对应的能量就是电子脱离金属的逸出功；光波能量高于逸出功的部分转化为金属表面溢出电子的动能。

四川大学物理实验中心的光电效应测量普朗克常数实验，在实验过程中，ZKY-GD-3试验仪采用对光电流信号进行放大测量，外加电压阻止光电子到达收集电极、光电流为0（量程10^-12A）对应的外加电压称为截止电压，存在的问题是：不同仪器、相同激发波长对应的截止电压存在差异，按照物理的角度：相同的物质、相同的环境、相同的测试条件，其结果应该相同。ZKY-GD-3试验仪结构复杂，仪器的测试原理和工作原理不便于理解，所以，有必要设计另外的测试方法进行截止电压的测量。

发明内容

为更加合理的测量光电效应截止电压，本发明提供一种新的光电效应截止电压的测量方法。

本发明实现发明目的采用的技术方案是：光电效应截止电压的测量方法，光源发出的光线经过透光孔后、从进光孔照射产生光电效应的金属表面，其特征是：光电效应金属表面发射电子；在光电效应金属表面的前方有一个圆圈金属电极，在圆圈金属电极与光照射的光电效应金属表面之间形成电流；为表述方便，产生光电效应的金属称为电子源金属、即产生光电子的金属称为电子源金属，圆圈金属电极简称为光电子接受部件，将电子源金属连接到电容的一端、将光电子接受部件连接到电容的另一端，光电效应产生的电流对电容充电，电容的电压使电子源金属和光电子接受部件之间形成反向电场阻碍光电子进一步向光电子接受部件运动，当电容两端的电压不再升高的时候，此时电容两端的电压就是光源波长对应光电效应的截止电压。

光源产生的光电流在10^-8-10^-9A。采用数字万用表的直流电压档测量电容两端的电压，数字万用表的直流电压档的内阻在10⁷-10⁸欧姆。电容的容量为0.1*10^-6F -470*10^-6F。光源产生的光电流在10^-9A；采用数字万用表的2V直流电压档每隔10分钟测量一次电容两端的电压、每次测量时间在1秒之内，数字万用表的2V直流电压档的内阻在10⁷欧姆；电容的容量为10*10^-6F。光源产生的光电流在10^-9A；采用数字万用表的2V直流电压档每隔10分钟测量一次电容两端的电压、每次测量时间在1-2秒，数字万用表的2V直流电压档的内阻在10⁸欧姆；电容的容量为1*10^-6F。光源产生的光电流在10^-9A；采用数字直流电压档测量电容两端的电压，数字直流电压档量程为10V，数字直流电压档的内阻在10¹⁰欧姆；电容的容量为0.1*10^-6F，电容的击穿电压大于10V。