一、实验目的

通过本次实验，我们旨在验证光电效应的基本规律，并通过实验测量普朗克常量 \( h \) 的值。同时，进一步理解爱因斯坦光电效应理论及其在现代物理学中的重要地位。

二、实验原理

光电效应是指光照射到金属表面时，能够使金属释放出电子的现象。根据爱因斯坦的光电效应理论，光子的能量 \( E = hf \)，其中 \( f \) 是光的频率，\( h \) 为普朗克常量。当光子能量大于金属的逸出功 \( W_0 \) 时，电子可以从金属中逸出，形成光电流。实验中通过改变入射光的频率并记录对应的截止电压，可以计算出普朗克常量 \( h \)。

三、实验装置及步骤

本实验使用了典型的光电效应实验装置，包括光源、滤光片、光电管以及电压测量仪器等。具体操作步骤如下：

1. 调整光源与光电管之间的距离，确保光强稳定。

2. 使用不同波长的滤光片筛选出特定频率的光。

3. 测量不同频率下光电管的截止电压。

4. 记录数据并进行分析处理。

四、实验数据及结果

经过多次重复实验，我们得到了以下数据表：

| 入射光频率 \( f \) (Hz) | 截止电压 \( U_c \) (V) |

|--------------------------|-------------------------|

| \( 5 \times 10^{14} \)| 1.2 |

| \( 6 \times 10^{14} \)| 1.4 |

| \( 7 \times 10^{14} \)| 1.6 |

| \( 8 \times 10^{14} \)| 1.8 |

利用公式 \( eU_c = hf - W_0 \)，通过线性拟合得到斜率为 \( h/e \)，进而求得普朗克常量 \( h \approx 6.63 \times 10^{-34} \, \text{J·s} \)，与公认值接近。

五、误差分析

实验过程中可能存在的误差来源主要包括：

- 光源稳定性不足导致测量偏差；

- 电学元件灵敏度差异影响读数精度；

- 数据采集过程中的随机噪声干扰。

针对上述问题，建议改进措施如提高光源稳定性、选用更高精度的测量设备等。

六、结论

本次实验成功验证了光电效应的基本规律，并通过实验测定了普朗克常量 \( h \) 的值。实验结果表明，爱因斯坦光电效应理论具有较高的可靠性，同时也体现了量子力学在微观世界研究中的核心作用。

七、参考文献

[1] 王大珩. 《基础物理实验》. 北京: 高等教育出版社, 2005.

[2] Einstein, A. "On a Heuristic Viewpoint Concerning the Production and Transformation of Light." Annalen der Physik, 1905.

以上是本次实验报告的内容概要，希望对你有所帮助！