用电容充电法测量普朗克常量

提出一种利用光电管产生的光电流给电容充电来准确测量光电管截止电压的方法,从而得到普朗克常量.实验中采用了6种颜色的LED器件做光源直接照射光电管上,并通过具有高输入阻抗的数据采集卡实时测量电容两端的电压.实验测得的普朗克常量值与公认值的误差小于3％.     

Origin软件在普朗克常量测定实验中的应用

为解决利用光电效应测量普朗克常量实验中拐点法读取遏止电压的随意性和测量误差较大问题,利用Origin软件,对光电管伏安特性曲线求微分,再在微分曲线上确定拐点,获得准确的遏止电压,方便地得到较好的实验结果。     

不同光源对普朗克常数实验测量的影响

介绍了光电效应实验中,采用零电流法确定截止电压测量普朗克常数的方法,研究了汞灯和氙灯提供光源对普朗克常数实验测量的影响,通过用Origin软件对测量的数据进行线性拟合,可得到截止电压与光子频率的关系曲线的斜率,从而能够更加准确的计算出普朗克常数的值,实验结果表明,对于氙灯光源,在普朗克常数的测量上相对误差更小,所得到的普朗克常数越精确,从实验的角度充分证明了氙灯光源是光电效应实验测量效果非常好的一种光源。     

运用Matlab软件求普朗克常量

通过Matlab软件对实验数据进行多次拟合,经过对比发现曲线的三次拟合方程的图形比较符合经验图形要求.所以采用三次拟合方程再利用Matlab软件来进行编程计算,阐明了利用拟合方程自动求截止电压的方法,最终求得普朗克常量.     

基于三种不同的数据处理软件进行光电效应测普朗克常量实验中的数据处理

运用数据处理软件对物理实验数据进行模拟,避免了繁杂的数学运算过程,增加了数据处理的准确性及快捷性,其程序简单直观,能够直观地反映实验过程及结果,软件知识的运用能够激发学生探索知识的兴趣。本文回顾了光电效应中用反向截止电压法测量普朗克常数的实验原理,讨论了可能影响实验精度的原因,提出了用excel,matlab和origin软件绘制实验曲线确定普朗克常量的方法。     

Origin软件在光电效应实验中的应用研究

研究了用Origin软件在光电效应实验中的应用,以截止电压与入射光频率的关系和不同频率时光电管的伏安特性为例,研究了该软件处理实验数据处理的过程。研究结果表明,用Origin软件可清晰地得出普朗克常数和金属的逸出功以及光电管的伏安特性,通过软件拟合,发现截止电压与入射光频率呈良好的线性关系。     

改进的光电效应测量普朗克常量外推法实验

依据作提出的改进的光电效应外推法实验方案测量了普朗克常量，验证了入射光的频率与“截止电压”的线性关系，得到较好的实验结果．此外，分析了利用爱因斯坦光电方程的截距来测量功函数和确定截止频率的方法误差较大的原因，讨论了现今大学物理实验中两个流行方法的合理性．     

外光电法测量普朗克常量的误差分析与修正

光电效应实验测量得到的普朗克常量与公认普朗克常量值之间存在较大误差,本文通过一系列实验和数据分析,证明了光电效应实验中截止电压对应的光波长并不是滤色片标称的波长,而是小于滤色片标称的波长,是与光电管灵敏度相关的某一起始波长,即起始波长标称不准是误差的主要因素,并设计了相应的改进方案.     

用X射线衍射仪测量普朗克常量

讨论了用X射线衍射仪测量普朗克常量的误差来源和改进方法.由于仪器结构和所用透明单晶样品对谱线的展宽效应使不同电压对应的最短波长测量值减小,在计算普朗克常量时应对实验测量的各最短波长进行修正.结果表明用修正的最短波长拟合得到的普朗克常量与理论值基本一致.     

利用origin辅助测量普朗克常数

利用origin软件能准确、快捷地测量出截止电压与光子频率之间的关系曲线(U0~ν)的斜率,避免了实验过程中的人为因素。由于目前计算机已经普及,因此利用origin辅助测量普朗克常数的可操作性很强,可以推广。     

光电效应实验中光阑大小对实验结果影响的探讨

在光电效应测量普朗克常数的实验中,采用零电流法测量遏止电压大小。用Origin软件对测量的数据进行线性拟合,可得到遏止电压与光子频率的关系曲线的斜率,从而能够更加准确的计算出普朗克常数的值。实验结果表明,随着光阑大小的增大,测量结果的相对误差越小,所得到的普朗克常数越精确。     

利用LED的量子特性设计新型普朗克常数测定仪

采用发光二极管的量子发光原理,通过测两发光二极管的伏安特性,确定阈值电压,根据相关半导体理论,计算出普朗克常数,通过对红黄绿三种颜色的发光二极管进行实验测量,结果表明误差稍大,但作为一种设计性实验开发学生的创新思维还是值得肯定的.     

Diagonal representation for a generic matrix valued quantum Hamiltonian

A general method to derive the diagonal representation for a generic matrix valued quantum Hamiltonian is proposed. In this approach new mathematical objects like non-commuting operators evolving with the Planck constant promoted as a running variable are introduced. This method leads to a formal compact expression for the diagonal Hamiltonian which can be expanded in a power series of the Planck constant. In particular, we provide an explicit expression for the diagonal representation of a generic Hamiltonian to the second order in the Planck constant. This result is applied, as a physical illustration, to Dirac electrons and neutrinos in external fields.     

趋近平均法测量普朗克常量

为解决光电效应实验中的测量误差较大问题,提出了“趋近平均法”对普朗克常量进行测量,可使测量误差由使用拐点法的34%降至13.5%.     

谈普朗克质量

简要介绍了普朗克于1912年提出的三个基本物理量：普朗克质量、普朗克长度和普朗克时间，它们巳被列入1986和1998年基本物理常数表，该文只讨论普朗克质量，假定原子核内存在量子化的核力场，命名其场量子为“引斥子”，其质量推算出恰好等于普朗克质量，由此可用4个耦合常数定量地描述四种相互作用的强度比，从而还可找到一种测定G的新方法。     

Physical interpretation of Planck's constant based on the Maxwell theory

The discovery of the Planck relation is generally regarded as the starting point of quantum physics.Planck's constant h is now regarded as one of the most important universal constants.The physical nature of h,however,has not been well understood.It was originally suggested as a fitting constant to explain the black-body radiation.Although Planck had proposed a theoretical justification of h,he was never satisfied with that.To solve this outstanding problem,we use the Maxwell theory to directly calculate the energy and momentum of a radiation wave packet.We find that the energy of the wave packet is indeed proportional to its oscillation frequency.This allows us to derive the value of Planck's constant.Furthermore,we show that the emission and transmission of a photon follows the all-or-none principle.The "strength" of the wave packet can be characterized by ζ,which represents the integrated strength of the vector potential along a transverse axis.We reason that ζ should have a fixed cut-off value for all photons.Our results suggest that a wave packet can behave like a particle.This offers a simple explanation to the recent satellite observations that the cosmic microwave background follows closely the black-body radiation as predicted by Planck's law.     

弱渐变抛物型光纤传导模式的截止频率与介电比

在弱渐变假定下,研究了抛物型渐变光纤传导模式的截止频率对折射率参量的依赖关系。采用矢量场法,得到了在弱导条件下传导模式的特征方程和截止频率的近似计算公式。引入了介电比γ,它是由光纤三个折射率参量所确定的常数。在弱导近似的条件下,归一化截止频率仅与γ这一个变量有关,任一渐变抛物型光纤的实际截止频率可通过γ而由归一化截止频率简单求得,从而找到了渐变光纤的实际截止频率与归一化截止频率间的联系。给出了归一化截止频率随γ的变化曲线,归一化截止频率随γ的增加而单调上升,但HElm模截止频率的上升规律与其他模式不同。     

Superconducting tunnel junctions as quantitative detector of intense thermal phonon radiation

Thermal phonons are emitted from a pulse-heated constantan film into an a-cut sapphire (kept at 1.2 K) and are detected quantitatively by recording the current-voltage characteristic of the tunnel junction during the relatively strong phonon irradiation. These measurements are made with the maximum of the Planck distribution of the emitted phonons varied in the frequency range from 0.3 to 1.5 THz. These momentary diode characteristics coincide within experimental error withd c-characteristics at higher substrate temperatures. Assuming thermal equilibrium between electrons and phonons in the tin film and assuming the validity of the acoustic-mismatch model, a comparison can be made between observed phonon power and theoretically expected phonon power. Good agreement is achieved if the influence of the acoustic cut-off frequencies of the tin detector material is taken into account.Supported by Deutsche Forschungsgemeinschaft     

光电效应测普朗克常数的数据处理及误差分析

在光电效应测量普朗克常数的实验中,采用零电流法测遏止电压,实验操作的可重复性好.不论是采用逐差法还是线性回归法,计算得出普朗克常数的相对误差都在2.5%之下,甚至相对误差小到0.03%,而且通过对该实验数据处理及分析,发现同一次实验数据,用不同的数据处理方法,相对误差竟相差几十倍.