普朗克常量测定的原理

普朗克常量测定的原理

摘要：在杨福家第四版《原子物理学》中涉及了几种测量普朗克常量的方法的原理，本文主要针对书中提及到的普朗克常量的测定的原理加以讨论说明，同时简单说明其他的普朗克常量测定的原理及方法。 关键词：普朗克常量 光电效应 x射线连续谱 康普顿效应 正文：

一、光电效应法

1.1光电效应的基本实验事实

1.1.1任何金属都有一个极限频率，当入射频率大于极限频率时才会发生光电效应。

1.1.2光电子的最大初动能随频率的增大而增大，与入射光强无关。 1.1.3光电效应是瞬时的，即使入射光强很弱，但只要频率大于极限频率就会发生光电效应。

1.1.4当入射光频率大于极限频率时光电流的大小与入射光强成正比。 1.2测量原理

二、X射线连续谱短波限法 2.1x射线产生机制

实验测量发现， X射线的发射谱线由两个部分构成，一部分是波长连续变化的连续谱，用不同动能的电子轰击不同材料的靶子时，所产生的连续谱具有相似的形状，都有确定的最短波长，连续X射线谱与靶金属的性质无关；另一部分是具有分立波长的线状谱，这些谱线的波长只取决于靶材料的化学元素，因此又称为标识谱 2.2推导过程

书p269由于可以实验测得。。。 三、康普顿位移波长法

以上介绍的三种方法均是早期的普朗克常量测定方法的原理，其中光电效应法是目前实验室教学中比较常用的方法。下面本文简要介绍几种其他的测量原理。 四、其他原理

4.1黑体辐射计算法：这是普朗克最初采用的方法，他根据斯特藩(Stefan)公式

和维恩位移定律求出普朗克常量。他假设有=100℃，=0℃）下每秒辐射到空气的能量分别为的总能量密度

的黑体在不同温度（可取和

，把两者之差与空间

比较，得：

(5-5)

其中c为光速。由维恩位移定律可得到能量最大的波长：

(5-6)

其中。由上两式及λT的测量值，普朗克得到

5）电子衍射法：用晶体衍射法可以测定电子的德布罗意波长，若能再测出电子速度或电子能量，就可以算出

值。

)直接测定的通电动圈法：英国国家物理实验室(NPL)的基布尔(B.Kibble)等人使用的这种方法，被认为是在直接测定普朗克常量的方法中比较精确的一种，他们用动量装置定义电功率瓦特的SI单位，用交流约瑟夫森效应和量子霍尔效应测电动势和电阻，不经电压转换因子

和电阻转换因子

，直接求出了。

这种方法是现代测量普朗克常数的方法之一。

引文：《材料科学研究与测试方法》 -朱和国编著 2008 《大学物理实验 第2版》 -李相银主编 2009 原子物理 第四版 杨福家主编 2007