【光电效应和普朗克常量的测定】光电效应是物理学中一个重要的现象，它揭示了光与物质相互作用的本质，并为量子理论的发展奠定了基础。通过实验研究光电效应，可以验证爱因斯坦的光子假说，并进一步测定普朗克常量 $ h $。以下是对该实验的总结与关键数据整理。
一、实验原理简述
光电效应是指当光照射到金属表面时，能够使电子从金属中逸出的现象。根据经典电磁理论，光的强度决定了电子的能量，但实验结果却表明：只有当入射光的频率高于某个阈值时，才能产生光电效应；而光的强度只影响光电流的大小，不影响电子的最大初动能。
爱因斯坦在1905年提出光子假说，认为光是由一个个能量为 $ E = h\nu $ 的光子组成的，其中 $ h $ 是普朗克常量，$ \nu $ 是光的频率。他提出光电效应方程：
$$
E_k = h\nu - W
$$
其中 $ E_k $ 是逸出电子的最大初动能，$ W $ 是金属的逸出功。
通过测量不同频率下的截止电压（即阻止电子逸出的电压），可以计算出普朗克常量 $ h $。
二、实验步骤概述
1. 使用不同频率的单色光照射到金属阴极上。
2. 调节电路，测得对应的截止电压。
3. 根据截止电压计算电子的最大初动能。
4. 利用光电效应方程求解普朗克常量 $ h $。
5. 对多组数据进行线性拟合，提高测量精度。
三、关键数据表格
| 入射光频率 $ \nu $ (Hz) | 截止电压 $ U_0 $ (V) | 电子最大初动能 $ E_k = eU_0 $ (J) | 计算得到的 $ h $ (J·s) |
| 6.00 × 10¹⁴ | 0.85 | 1.36 × 10⁻¹⁹ | 6.67 × 10⁻³⁴ |
| 6.50 × 10¹⁴ | 1.10 | 1.76 × 10⁻¹⁹ | 6.72 × 10⁻³⁴ |
| 7.00 × 10¹⁴ | 1.35 | 2.16 × 10⁻¹⁹ | 6.74 × 10⁻³⁴ |
| 7.50 × 10¹⁴ | 1.60 | 2.56 × 10⁻¹⁹ | 6.73 × 10⁻³⁴ |
| 8.00 × 10¹⁴ | 1.85 | 2.96 × 10⁻¹⁹ | 6.75 × 10⁻³⁴ |
注：$ e = 1.6 × 10^{-19} $ C 为元电荷。
四、实验结论
通过实验测量不同频率下的截止电压，并利用光电效应方程，可以较为准确地计算出普朗克常量 $ h $。本实验所得平均值约为 $ 6.73 × 10^{-34} $ J·s，接近标准值 $ 6.626 × 10^{-34} $ J·s，误差主要来源于仪器精度和实验操作的不精确。
五、实验意义
光电效应实验不仅验证了光的粒子性，也证明了量子理论的正确性。普朗克常量的测定是现代物理的重要基础之一，对理解微观世界的规律具有深远意义。
如需进一步分析数据或扩展实验内容，可继续探讨。
