光电效应的误差分析及应用

光电效应的误差分析及应用(总5

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光电效应 误差分析及改进

引言

随着光电效应的逐步应用，有光电池、光控路灯，数码照相机，光敏电阻、二极管、三极管等，我们对基础理论的研究亟需进一步修改、精确，以适应日益复杂的科学成果应用。本文仔细地分析了光电效应的结果误差因素，并对其进行分析。

1、测量原理

（1）光子所拥有的能量与光的频率成正比。金属里的自由电子吸收了一个光子的能量，则此电子因为拥有了足够的能量会从金属中逃逸出来，成为光电子；当能量不足，则电子无法逃逸离开金属。

光电子的能量只与光子的能量、频率有关。 （2）饱和光电流和频率成正比。 （3）光电效应方程：hv=1/2mv^2+W 注：当入射光大于V0才能可以发生光电效应。 1/2mVmax^2=qU U=h/e*(V-V0)

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2、试验方法

反向遏止电压法测量Emax 3、误差分析

（1）暗电流和本底电流

实验中受各种接触电位差、暗电流、反向电流等影响。

暗电流：指在完全没有光照射光电管的情形下，由于阴极本身热电子发射等原因产生的光电流．

本底电流：由于外界各种漫反射光照射到光电管上所产生的光电流．

解决方法：采用系统误差的修正方法加以消除． 具体为： 暗电流 –解决方法-线路连接好后再挑。 本底电流-采取遮光，控制实验室光亮。

本底电流对实验的影响大于暗电流的影响大。

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本底电流和暗电流的伏安特征曲线 （2）光源的单色性 选择一组高性能的滤色片

（3）光源与光电管接收装置之间的距离

光源与光电管接收装置之间的距离太远，会使光电流过小，降低微电流检流计的灵敏度，

距离太近，又容易使光电管阴极疲劳

解决方法：实验中选择合适的接收距离可以减少误差 （4）阳极反向电流

光电管的制作过程中，阳极易被阴极材料所沾染，阴极又能屏蔽照射到阳极的光线．

在光照下，被沾染的阳极也会发射电子，进而形成阳极反向电流．

因此，实测电流是阴极电流和阳极电流的叠加．这会给截止电压的确定带来困难，减小阳极反向电流的影响，

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方法：选择较小孔径的光阑(如2 mm)，它可以使入射光有效地照射。

4.消除误差

由于实验中暗电流的影响可忽略不计，而本底电流的影响由于光电管是封闭于接收装置内，故它的影响也可不考虑，主要需消除的电流误差就是阳极光电流(反向电流)。

为了克服或减小这一反向电流的影响，在实验中在光电管前加一孔径较小的光阑，其直径的大小以能使得光能有效地通过它照射到阴 极，而又能完全屏蔽照射到阳极上的光线

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