（1） 根據(jù)愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程：1/2mvv=hv-Wk
式中m為電子質(zhì)量,v為光電子的最大速度,Wk為該金屬的逸出功,它的大小與入射光頻率v無(wú)關(guān),只決定于金屬本身的屬性.
一束頻率為v的單色光入射在真空光電管的光陰極K上.在光電管的收集極(陽(yáng)板)C和光陰極K之間外加一反向電壓,使得C、K之間建立起的電場(chǎng),對(duì)光陰極中逸出的光電子起著阻擋它們到達(dá)收集極的作用(減速作用).隨著兩極間負(fù)電壓的逐漸增大,到達(dá)收集極的光電子,亦即流過(guò)微電流計(jì)G的光電流將逐漸減小.當(dāng)U=Uo`時(shí),光電流將為零.此時(shí)逸出金屬表面的光電子全部不能到達(dá)收集極.Uo`稱為外加遏止電勢(shì)差.
（2）由于光電管在制造過(guò)程中的工藝問(wèn)題及電極結(jié)構(gòu)上的種種原因,在產(chǎn)生陰極光電流的同時(shí),還伴隨著下列兩個(gè)主要物理過(guò)程：
反向電流,光電管制作過(guò)程中,工藝上很難做到陽(yáng)極不被陰極材料所沾染,而且這種沾染在光電管使用過(guò)程中還會(huì)日趨嚴(yán)重.所以當(dāng)光射到陽(yáng)極C上或陰極K漫反射到陽(yáng)極C上,致使陽(yáng)級(jí)C也發(fā)射光電子,而外電場(chǎng)對(duì)這些光電子卻是一個(gè)加速場(chǎng),因此它們很容易到達(dá)陰極而形成反向電流.
暗電流和本底電流,當(dāng)光電管不受任何光照射時(shí),在外加電壓下光電管仍有微弱電流流過(guò),稱為光電管的暗電流.其原因主要是熱電子發(fā)射及光電管管殼漏電所致.本底電流是因?yàn)槭覂?nèi)各種漫反射光射入光電管所致.暗電流和本底電流均使光電流不可能降為零,且隨電壓的變化而變化,形成光電管的暗特性.由于上述兩個(gè)因素的影響,實(shí)測(cè)電流實(shí)際上是陰極光電流、陽(yáng)極光電子形成的反向電流及暗電流的代數(shù)和.
四、誤差分析
產(chǎn)生誤差的原因可能為：
1．反向電流的作用造成誤差.
2．暗電流和本地電流對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響,暗電流產(chǎn)生的主要原因是熱電子發(fā)射及光電管管殼漏電所致,本地電流是因?yàn)槭覂?nèi)各種漫反射光射入光電管所致,暗電流和本底電流使光電流不可能降為零,形成光電管的暗特性.
四、實(shí)驗(yàn)方案
（1） 打開(kāi)汞燈和微電流測(cè)試儀,均遇熱20分鐘左右進(jìn)行測(cè)量.
（2） 調(diào)節(jié)光電管前后位置,盡量縮小入射光的光斑,以減少雜散光的影響.
（3）調(diào)節(jié)光電管上下左右的位置,使入射光照到陰極圈的中間,以免入射光直接照到陽(yáng)極面產(chǎn)生強(qiáng)大的反向電流.
（3） 調(diào)好微電流測(cè)試儀.
（4） 將波長(zhǎng)選擇盤轉(zhuǎn)到遮光位置,轉(zhuǎn)動(dòng)“電壓調(diào)節(jié)旋鈕”旋鈕,從-2至0v之間,每隔0.2v記一次想對(duì)應(yīng)的電壓和電流值,作出暗電流特性曲線.
（5） 將波長(zhǎng)選擇盤轉(zhuǎn)到365nm位置,從-2v開(kāi)始測(cè),轉(zhuǎn)動(dòng)加速電壓調(diào)節(jié)旋鈕,每隔0.1v記一次相對(duì)應(yīng)的電流和電壓值,直到“微電流指示”數(shù)字表接近滿度為止.然后作光電流特性曲線.找出光電流特性曲線與暗電流特性曲線的交點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的電勢(shì)差Uo`.
（6） 將波長(zhǎng)選擇旋鈕分別轉(zhuǎn)到405nm、436nm、546nm、577nm位置,按上述同樣的方法作出各單色光對(duì)應(yīng)的光電流特性曲線,及所對(duì)應(yīng)的Uo`.
（7） 利用上面測(cè)得的數(shù)據(jù),作Uo'——v圖線,求h出,并與公認(rèn)值比較.
五、討論與分析
(1) 汞燈需冷卻后再啟動(dòng),否則會(huì)影響其壽命；
(2) 光電管應(yīng)保存在暗箱內(nèi),實(shí)驗(yàn)時(shí)也應(yīng)盡量減少光照,故實(shí)驗(yàn)不讀數(shù)時(shí)應(yīng)將波長(zhǎng)選擇旋鈕轉(zhuǎn)到暗的位置.
六、參考資料
《物理實(shí)驗(yàn)教程》