普朗克常数的实验原理及方法

如题所述

关于普朗克常数的实验原理及方法如下:

1、原理

在光谱成分不变的情况下,光电流的大小与入射光的强度成正比。光电子的最大初动能,随入射光频率的增加而增加,与入射光的强度无关。

2、方法

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A迁移构成光电流,改变外加电压Ux,测量出光电流I的大小,即可得出光电管的伏安特性曲线。

普朗克常量

是一个物理常数,记为h,用以描述量子大小,马克斯·普朗克在1900年研究物体热辐射的规律时发现。普朗克常量在量子力学中占有重要的角色,一份能量叫做能量子,每一份能量子等于hν,ν为辐射电磁波的频率,h为一常量,叫为普朗克常量。

波粒二象性是微观粒子的基本属性。h是联系微观粒子波粒二象性的桥梁,微观粒子的行为是以波动性为主要特征还是以粒子性为主要特征,是以普朗克常数h为基准来判定的。将微观粒子的波动性与粒子性联系起来的公式是E=hν,P=hλ。

能量E与动量P是典型的描述粒子行为的物理量,频率ν与波长λ是典型的描述波动行为的物理量。将描述粒子行为的物理量与描述波动行为的物理量用同一个公式相联系,这正寓意了波粒二象性,而将二者联系起来的恰恰是普朗克常数h。

根据上述公式可以了解能量为E、动量为P的粒子的频率与波长,结合相应的物理过程自然可以判断是粒子性呈主要特征还是波动性呈主要特征。

普朗克演讲的内容是关于物体热辐射的规律,即关于一定温度的物体发出的热辐射在不同频率上的能量分布规律。普朗克对于这一问题的研究已有6个年头了,今天他将公布自己关于热辐射规律的最新研究结果。

普朗克首先报告了他在两个月前发现的辐射定律,这一定律与最新的实验结果精确符合。然后,普朗克指出,为了推导出这一定律,必须假设在光波的发射和吸收过程中,物体的能量变化是不连续的,或者说,物体通过分立的跳跃非连续地改变它们的能量,能量值只能取某个最小能量元的整数倍。

为此,普朗克还引入了一个新的自然常数h=6.626196×10-34J·s(即6.626196×10-27erg·s,因为1erg=10-7J)。这一假设后来被称为能量量子化假设,其中最小能量元被称为能量量子,而常数h被称为普朗克常数。

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