普朗克常量精确测量和稳定性探讨

秦正波

摘要：在光电效应测普朗克常数实验中，分别采用补偿法、零电流法和拐点法确定截止电压，并采用最小二乘法进行直線拟合求出普朗克常数数值。实验结果表明，使用同一台仪器，热稳定性能对测量普朗克常量测量具有至关重要的作用，在刚开机待机20分钟条件下，补偿法和零电流法测普朗克常数的相对误差分别为1.15%和1.33%。开机待机1个小时条件下，补偿法和零电流法测普朗克常数的相对误差则提升至0.02%和0.3%。由于拐点法测量时间比较长，最后总的相对误差随时间变化不大，因此，拐点法测普朗克的误差为0.05%。总的来说，在实验中要求学生，在仪器打开待机并达到热平衡条件下测量普朗克常量，采用补偿法和拐点法均可达到很高的精度。

关键词：光电效应；普朗克常量；大学物理实验

中图分类号：G648 文献标识码：B 文章编号：1672-1578（2016）06-0395-01

1.在中学物理和大学物理实验课程中，一个重要和应用广泛的实验，即光电效应实验

普朗克常数是自然界中一个普适常数，利用该光电效应实验可测普朗克常量，主要原理是通过测量光电管截止电压Ua与对应频率ν关系，再经处理后得出h值。当能量为hν的光子与阴极K中电子作用，光子能量一部分转换为电子动能，另一部分克服K金属表面逸出功Ws，满足光电效应方程：