密立根經(jīng)典實(shí)驗(yàn)總結(jié)

1、摘要：重溫密里根經(jīng)典實(shí)驗(yàn)，深入理解大師所用的基本實(shí)驗(yàn)方法，借鑒學(xué)習(xí)密里根采用宏觀力學(xué)模式揭示微觀離子的量子本性的物理構(gòu)想精湛的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)作風(fēng)，從而更好地提高我們的素質(zhì)和能力。關(guān)鍵詞：密里根光電效應(yīng)普朗克常量基本電荷光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)油滴實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)構(gòu)思方法創(chuàng)新引言：美國(guó)物理學(xué)家密里根首先設(shè)計(jì)并完成的光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)和密里根油滴實(shí)驗(yàn)，在近代物理發(fā)展史上被認(rèn)為是物理實(shí)驗(yàn)學(xué)上的一個(gè)光輝典范，密里根以巧妙的實(shí)驗(yàn)精湛的技術(shù)，無可辯駁的實(shí)驗(yàn)證實(shí)了普

2、朗克常量和任何帶電體所帶的電荷都是某一小電荷基本電荷的整數(shù)倍及基本電荷的數(shù)值密立根，RA(RobertrewsMillikan1868～1953)美國(guó)物理學(xué)家。1868年3月22日生于伊利諾伊州的莫里森。1887年入奧伯林大學(xué)，讀完二年級(jí)時(shí)，被聘任為初等物理班的教員，從此便致力于物理學(xué)。1891年他大學(xué)畢業(yè)后，繼續(xù)擔(dān)任初等物理班的講課；AA邁克耳孫在實(shí)驗(yàn)中的精湛技術(shù)，MI普平在講課中強(qiáng)調(diào)熟練的教學(xué)手段，都對(duì)他的影響很大。1895年，他獲

3、得博士學(xué)位后留學(xué)歐洲，聽過JH龐加萊、M普朗克等的講課。1896年回國(guó)任教于芝加哥大學(xué)。由于教學(xué)成績(jī)優(yōu)異，第二年就升任副教授。1896年至1921年曾先后在芝加哥大學(xué)擔(dān)任物理學(xué)的助理教授、副教授和教授。1921年應(yīng)聘到加利福尼亞理工學(xué)院擔(dān)任物理實(shí)驗(yàn)室主任并主持學(xué)院的行政委員會(huì)，一直工作到40年代。1916年他還兼任國(guó)家研究委員會(huì)主席，1928年兼任美國(guó)科學(xué)進(jìn)展協(xié)會(huì)會(huì)長(zhǎng)。1953年12月19日在加利福尼亞的帕薩迪納逝世。密立根的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)深

4、深的影響了近代物理學(xué)的進(jìn)程，下面就兩個(gè)實(shí)驗(yàn)分別作出介紹。一對(duì)光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)研究1905年，愛因斯坦在普朗克能量子的啟發(fā)下，提出了光量子的概念，并成功解釋了光電效應(yīng)。接著，密立根對(duì)光電效應(yīng)進(jìn)行了10年左右的研究，于1916年發(fā)表論文證實(shí)了愛因斯坦的正確性，并精確測(cè)出了普朗克常量。從而為量子物成光電流；只有當(dāng)加一個(gè)反向電壓，并且足夠大以至于等于時(shí)，就是那些sU具有最大初動(dòng)能的光電子，也必須將其初動(dòng)能全部用于克服外電場(chǎng)力做功，從而在外電場(chǎng)的作

5、用下剛剛到達(dá)陽極，就返回陰極，使其在回路中不形成光電流，因此有221msmVeU?(3)紅限頻率如圖(4)所示，當(dāng)入射光頻率逐漸增大時(shí)，截止電壓將隨之線性地增加；而且當(dāng)入射光頻率小于某值，截止電壓為零，這一頻率稱為截止頻率或紅限頻率，紅限頻率與陰極材料有關(guān)。愛因斯坦方程可以很好的解釋這一現(xiàn)象，的關(guān)系可表示如下：??sUeWehUs???陰極材料的逸出功越大，紅限頻率越高，即要求入射光子的能量越大。W入射光頻率越高，光電子的動(dòng)能越大，需要

6、的反向截止電壓越高，而且反向截止電壓與入射光頻率成線性關(guān)系，直線的斜率是普朗克常量與電子電量之比。由于暗電流和本底電流均很小，數(shù)量級(jí)相差，與其光電流相比可忽略。210產(chǎn)生誤差的主要原因有：(1)接觸電位愛因斯坦光電方程是在同種金屬材料做陰極和陽極的情況下得出的，在兩種金屬接觸的地方存在“接觸電位差”。接觸電位差的大小與這些金屬的逸出功有關(guān)。光電管一般用逸出功大的金屬做陽極，用逸出功小的金屬做陰極。(2)暗電流和本底電流光電管在沒有受到光