技術領域

本發明屬于量子物理領域，具體涉及一種通過獲得逸出電子最大初動能來求得普朗克常量的大學物理實驗設備。

背景技術

目前大學物理實驗中對于普朗克常量的測量均采用光電效應測普朗克常量實驗設備。該設備原理為當有入射光照射到光電管陰極上時，光電管產生的光電子向陽極遷移構成光電流，在光電管電極上加上反向電壓，通過不斷改變電壓的大小并且測量出光電流的大小，可以得出光電管的伏安特性曲線。當反向電壓增加到Us時，到達陽極的電子數目為0。理論上根據截止電壓與入射光頻率的線性關系改變入射光頻率，測量對應的截止電壓，在直角坐標系中作出U_s-ν關系曲線，由該曲線的斜率即可求出普朗克常量。該實驗方法無法排除暗電流對于測量結果造成的誤差，導致計算結果離標準值相差甚多，且在坐標系中作圖求斜率的方法工作量大，精度低。暗電流指的是并非由于光源所發出的光而造成的電子的逸出。

發明內容

本發明設備提供了一種新的測量普朗克常量的實驗設備。該實驗設備簡單易操作，測量精度高。

本發明的測量普朗克常量的實驗設備包括：熒光屏、準直管、光電管、濾光片、光闌、磁場發生器、衍射光柵、光源，所述光源用于朝向所述光電管發射光；

所述衍射光柵用于對所述光源發出的光進行衍射分光，從而使得具有預定頻率的單色光正對所述光電管的陰極；

所述光闌置于所述衍射光柵和所述光電管之間，用于調節進入所述光電管的光的強度；

所述濾光片置于所述光源所發出的光束的光路中，用于濾除所述光源發出的光中的紫外光；

所述光電管的陰極接收所述光源發出的經過濾的光，并且在所述光的作用下相應地發射出電子；

所述磁場發生器用于產生均勻磁場；

所述準直管放置在所述光電管的所述陰極的前方，用于對所述陰極發射的電子進行準直，從而使得所述電子垂直于所述均勻磁場射入所述均勻磁場中；

所述熒光屏平行于所述均勻磁場放置于所述磁場發生器的側部，并且所述熒光屏的法線方向與所述電子入射進入磁場的方向平行，此外，所述熒光屏上具有直角坐標網格，所述熒光屏與所述光電管在磁場發生器的同一側，從而使得，所述陰極發射的電子在磁場洛倫茲力的作用下能夠經圓周運動而撞擊在所述熒光屏上，并且，當所述熒光屏上有電子撞擊時，所述熒光屏能夠顯示或記錄電子所撞擊位置的坐標。

優選地，照射在所述光電管的陰極上的單色光的光子的能量大于所述陰極中的材料的電子的逸出能。

優選地，所述熒光屏上的坐標表示所述電子撞擊在熒光屏上的位置與所述準直管的中心之間的距離，所述坐標網格的坐標原點位于所述準直管的中心點處。

優選地，所述熒光屏上的每個坐標基于下面公式與電子動量相關聯，

p＝eBR＝eBΔx/2，

其中，ｐ表示電子動量，e表示電子電荷，B表示磁場強度，Δｘ表示所述電子撞擊在屏幕上的位置與所述準直管的中心之間的距離。

優選地，所述熒光屏上的每個坐標基于下面公式與電子動能相關聯，