1.引言 实验数据处理在物理实验教学中对学生是一项基本的要求,也是实验教学的一项重点和难点,对做好实验具有重要意义,但现实的物理实验教学中,学生的数据处理工作还依赖于传统的手工计算,即使使用计算器等计算工具,处理工作依然繁重、操作过程复杂,计算的舍入误差也较大,工作效率和水平较低,影响了实验的质量。因此,改进传统方法,利用计算机来提升实验数据处理的效率、水平和质量,具有重要的意义。 paper51.com
实现物理实验数据的计算机处理,可供选择的软件方法较多,如Excel软件和Turbo C等,相对于其它数据处理软件,二者的基础性和普及性都较好,但在提供图形用户界面和实现可视化操作方面困难较大,操作的专业性要求较高,作图困难,易用性和操作性不强,但这方面VC既有比较大的开发优势,以其为开发工具,具有计算能力强、用户界面友好、作图简易、可视性强、功能丰富和扩展性好等特性。基于这些功能可设计出的用户操作界面,既便于学生处理数据,又便于教师随意抽查学生的实验情况,使学生的操作过程和实验数据处理得到及时反馈,有助于提高实验质量。为此,本文以光电效应法测普朗克常量的实验数据处理为例,来说明用VC处理物理实验数据的意义和可行性。 http://www.paper51.com
2.光电效应实验原理及装置 http://www.paper51.com 2.1.目的 http://www.paper51.com
(1)通过实验加深对光的量子性的了解; http://www.paper51.com (2)通过光电效应实验,验证爱因斯坦方程,并测定普朗克常量; 内容来自论文无忧网 www.paper51.com (3)通过传统手动处理数据和用VC处理数据两种方法的对比,总结出两种方法的特点。 copyright paper51.com
2.2.仪器的介绍 http://www.paper51.com 2.2.1.光源的选择 内容来自论文无忧网 www.paper51.com
光源采用GP-20Hg型低压汞灯,光谱范围为320.3~872.0nm,汞灯灯罩前侧装有可变光缆,用于调节光源出射的光通量。 内容来自www.paper51.com 2.2.2.干涉滤光片 内容来自论文无忧网 www.paper51.com 仪器配有五块干涉滤光片,它们对应五条较强的Hg谱线,其透射波长分别为365nm、404.7nm、435.8nm、546.1nm、和577.0nm。滤光片的有效通光口径为37nm。使用时,将滤光片插入接收暗箱的进口处,以获得单色光照射光电管。 paper51.com 2.2.3.光电管 内容来自论文无忧网 www.paper51.com
采用1997型专用光电管,阴极材料为银氧钾;光谱响应范围为320~670nm;最佳灵敏波长为()nm;暗电流约;反向饱和电流与正向饱和电流之比小于0.005。 paper51.com
2.2.4.微电流放大器 paper51.com
这是一种数字显示微电流测试仪,电流的测量范围为,分六挡十进变位,开机60min后测量挡零点漂移不大于%;电压量程为-2~+2V及-200~+200V两档;数显位,利用功能选择键分别显示电压值和电流值; paper51.com
2.3.实验原理 copyright paper51.com 当一定频率的光照射到某些金属表面上时,可以使电子从金属表面逸出,这种现象称为光电效应。所产生的电子,称为光电子。光电效应是光的经典电磁理论所不能解释的。 copyright paper51.com
实验中使用的光电效应装置如图1所示,由光电管、微电流测试仪、光源及滤色片四部分构成,图2为光电管电路,由爱因斯坦光电效应方程有 内容来自www.paper51.com
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为普朗克常量,为光的频率,为光电子逸出的初动能,为金属的逸出功。 copyright paper51.com
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