普朗克常量精確測量和穩定性探討

秦正波

摘要：在光電效應測普朗克常數實驗中，分別采用補償法、零電流法和拐點法確定截止電壓，并采用最小二乘法進行直線擬合求出普朗克常數數值。實驗結果表明，使用同一臺儀器，熱穩定性能對測量普朗克常量測量具有至關重要的作用，在剛開機待機20分鐘條件下，補償法和零電流法測普朗克常數的相對誤差分別為1.15%和1.33%。開機待機1個小時條件下，補償法和零電流法測普朗克常數的相對誤差則提升至0.02%和0.3%。由于拐點法測量時間比較長，最后總的相對誤差隨時間變化不大，因此，拐點法測普朗克的誤差為0.05%。總的來說，在實驗中要求學生，在儀器打開待機并達到熱平衡條件下測量普朗克常量，采用補償法和拐點法均可達到很高的精度。

關鍵詞：光電效應；普朗克常量；大學物理實驗

中圖分類號：G648 文獻標識碼：B 文章編號：1672-1578（2016）06-0395-01

1.在中學物理和大學物理實驗課程中，一個重要和應用廣泛的實驗，即光電效應實驗

普朗克常數是自然界中一個普適常數，利用該光電效應實驗可測普朗克常量，主要原理是通過測量光電管截止電壓Ua與對應頻率ν關系，再經處理后得出h值。當能量為hν的光子與陰極K中電子作用，光子能量一部分轉換為電子動能，另一部分克服K金屬表面逸出功Ws，滿足光電效應方程：