实验步骤
1.将仪器的USB插头插入电脑中,打开软件YDLW_DISLab8.0,调整好桌面布局。
2.在窗口处安装不透光玻璃片,调整光亮度,由于没有光照在光电管上,即使加上正向电压也没有光电流产生。换上红色玻璃片,光照在光电管上,有光电流产生。换红外发光管(用红外遥控器)照射时,无论照射时间多么长,光照多么强,都没有光电流产生。说明金属存在极限频率。
3.用红光到紫光照射,均可产生光电流。开、关光源,光电流随之出现、消失,响应时间极短,即光电效应的瞬时性。
4.选择好光源,红色玻璃片,通过软件建立好I-U之间的坐标关系,点击软件开始采集,同时调节滑动变阻器改变正向电压得到饱和光电流,改变反向电压得到遏止电压,软件可以直接得出光电流和电压之间的关系,通过改变光源到光电管的距离来改变光强弱,再重复以上实验得到同种光在不同强度下的I-U图线。

图10 红光

图11 绿光

图12 紫光
5.在光源位置不变即光强不变的情况下,通过滤波片来得到不同颜色的光,通过软件建立好I-U之间的坐标关系,点击软件开始采集,同时调节滑动变阻器改变正向电压得到饱和光电流,改变反向电压得到遏止电压,软件可以直接得出光电流和电压之间的关系I-U图线。
6.将同种频率不同强度的两种光的图象放在同一个I-U图象中进行比较。

图13
分析上述图象可知:在保持光强度和频率不变时,光电流随电压的增大而增大,当电压增大到某一值时,光电流不再增大,此时的光电流即为饱和光电流。增加照射光的强度,光电流有所增加,说明饱和光电流与入射光强度有关。
当电压为零时,光电流不为零,继续增大反向电压使光电流为零,即光电管阴极上的电子都不能到达阳极,这时的电压即为遏止电压。说明光电子存在最大初动能。改变入射光的频率,遏止电压会变化。同种频率不同强度的光,遏止电压相同,频率越高,遏止电压越大。光电子的最大初动能与入射光的频率有关,频率越高,最大初动能越大。