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普朗克常数精密测量的历史和现状

计量学报 2021年第11期42卷 1534-1542页

作者：李玉芬和穗荣韦联福西南交通大学信息科学与技术学院四川成都610031 东华大学理学院上海201620

普朗克常数是量子世界和可观测量子效应的基本标志。作为物理学中基本物理常数之一,它的精确测定对于质量计量的物理基准建立、量子效应精密测量及早期宇宙大爆炸物理特性研究等都有重要意义。经过一百多年来各种间接和直接方法测量,普... 详细信息

普朗克常数是量子世界和可观测量子效应的基本标志。作为物理学中基本物理常数之一,它的精确测定对于质量计量的物理基准建立、量子效应精密测量及早期宇宙大爆炸物理特性研究等都有重要意义。经过一百多年来各种间接和直接方法测量,普朗克常数的精确值2019年才被定义。系统地回顾了这一历史进程,并展望普朗克常数精密测量领域的未来发展。

关键词：计量学普朗克常数精密测量间接测量直接测量

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基于光子能量测定的普朗克常数直接测量法

计量学报 2022年第4期43卷 445-451页

作者：李玉芬和穗荣韦联福西南交通大学信息科学与技术学院四川成都610031

普朗克常数是物理学中的最小作用量子,是区分经典物理和量子物理的重要标志。因此,这一基本物理常数的精确测量,不管是对物质世界本源的理解、各种量子效应的实验观测,还是质量单位的重新定义都非常重要。普朗克常数的精密测量经历了12... 详细信息

普朗克常数是物理学中的最小作用量子,是区分经典物理和量子物理的重要标志。因此,这一基本物理常数的精确测量,不管是对物质世界本源的理解、各种量子效应的实验观测,还是质量单位的重新定义都非常重要。普朗克常数的精密测量经历了120多年的发展历史,建立了多种间接或直接的测量方法,直到2019年才给出其精确值。但相对于时间(或频率)的精确值,普朗克常数的测量精度仍有很大的提升空间。作为传统光电效应法间接测量普朗克常数的一种新发展,基于液氦上表面电子态光致电离技术,通过饱和光电流平台测量及光子数可分辨光子探测,提出了一种实现普朗克常数的直接测量方法。结合实验室现有的微纳器件加工工艺平台和极低温弱信号检测实验平台,对这一方法现实的可行性进行了论证。

关键词：计量学普朗克常数光电效应光子能量法液氦上电子光致电离

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普朗克常数测定的研究

普朗克常数测定的研究

作者：袁俊辉华中师范大学

学位级别：硕士

物理学中基本物理常数的确立及精密测定与物理学的发展起着相互促进的作用，准确测量基本物理常数尤为重要。以普朗克常数h为根本特征的量子论给人们提供了新的关于自然界的表述方法和思考，量子论和爱因斯坦创立的相对论共同塑造了20... 详细信息

物理学中基本物理常数的确立及精密测定与物理学的发展起着相互促进的作用，准确测量基本物理常数尤为重要。以普朗克常数h为根本特征的量子论给人们提供了新的关于自然界的表述方法和思考，量子论和爱因斯坦创立的相对论共同塑造了20世纪人类科技文明。本文首先介绍了物理常数测量的意义，普朗克常数在物理学发展中的重要作用及光电效应实验及其规律。对光电效应法测普朗克常数进行了理论分析，讨论了外推法、曲率法、最小二乘法和用色散及光谱理论测普朗克常数的方法，并进行对比研究。在研究了以上各种方法的基础上，结合各方面的研究成果，仔细分析了光电效应中用反向遏止电压法测普朗克常数所产生误差的原因，从实验最佳条件的选取，到误差的消除及影响实验精度的几种电流出发，对反向遏止电压法测定普朗克常数的方法进行了深入的研究，改进了实验方法，提高了实验精度。

关键词：普朗克常数光电效应外推法曲率法最小二乘法色散法反向遏止电压法

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普朗克常数的测定

大学物理 1993年第4期12卷 33-36,27页

作者：郭奕玲清华大学现代应用物理系北京100084

本文是作者系列介绍基本物理常数中的一篇，文章总结了历史上测定普朗克常数的各种方法，包括黑体辐射、光电效应、Ｘ射线谱、电子衍射、正负电子湮没以及利用宏观量子效应的一些方法，最后着重介绍当前最精确的一种方法．

关键词：普朗克常数测定量子力学常数

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光电效应——普朗克常数测定实验的改进

东北林业大学学报 1996年第3期24卷 108-112页

作者：赵伟姜植群李志斌汪淑英东北林业大学哈尔滨150040 黑龙江省林业厅黑龙江省林业设计研究院

为提高测量普朗克常数精确度,对光电效应——普朗克常数测定实验进行了改进。用单色光取代复色光,采用过零比较器测量截止电压 U_S,通过计算机用最小二乘法线性拟合处理数据。实验改进后,实验和测量误差明显减少,由>5%降到<1%。利用光... 详细信息

为提高测量普朗克常数精确度,对光电效应——普朗克常数测定实验进行了改进。用单色光取代复色光,采用过零比较器测量截止电压 U_S,通过计算机用最小二乘法线性拟合处理数据。实验改进后,实验和测量误差明显减少,由>5%降到普朗克常数,使学生加深对能量量子化,尤其光能量量子化的理解,提高了学生的实验能力、实验技巧和实验兴趣,使学生能学以致用,从而使光电效应——普朗克常数测定实验成为名副其实的近代高级物理实验之一。

关键词：普朗克常数过零比较器截止电压光电流

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用光电效应测定普朗克常数的计算机辅助方法

集美大学学报（自然科学版） 1996年第1X期1卷 44-47页

作者：徐恭勤集美大学航海学院

分析了光电效应法测定普朗克常数的方法所存在的问题，给出了自动测定普朗克常数的计算机辅助方法。

关键词：光电效应普朗克常数 CAD

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一种测定普朗克常数的综合实验装置

实验室研究与探索 2014年第12期33卷 58-61页

作者：田凯王照平蔡晓艳黄河科技学院信息工程学院河南郑州450000

目前验证光电效应实验规律及利用光电效应测定普朗克常数的实验装置多采用高压汞灯作为光源,通过滤色片获得5种不同波长的单色光,单色性并不好,并且只有5种,不能验证并测出频率阈值,而且数据比较少,影响测量精度。通过改变光源与光电管... 详细信息

目前验证光电效应实验规律及利用光电效应测定普朗克常数的实验装置多采用高压汞灯作为光源,通过滤色片获得5种不同波长的单色光,单色性并不好,并且只有5种,不能验证并测出频率阈值,而且数据比较少,影响测量精度。通过改变光源与光电管之间的距离或者改变光电管前端光阑孔径的大小来改变入射到光电管上光的强度,只能定性地而无法定量地验证光电效应与强度相关的实验规律。针对以上不足,提出一种综合实验装置,该装置采用单色仪来获得单色光源,该光源单色性能好,波长连续可调,利用两个偏振片准确控制入射光的强度,从而既可以定量地验证光电效应实验规律,又可以方便、准确地测定普朗克常数。

关键词：光电效应普朗克常数实验装置单色仪

基于热效应修正和指数函数拟合的光电效应法测普朗克常数

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科学技术与工程 2012年第13期20卷 3184-3187页

作者：吕守鹏潘圆圆刘金玉张亚萍王殿生中国石油大学理学院青岛266555

光电效应法测量普朗克常数的理论依据是爱因斯坦光电方程,但该方程在绝对零度条件下才成立,而实验一般是在室温下进行。温度的影响必然会使计算结果存在一定的误差,为了减小这一误差,以金属阴极的光电效应为例,对普朗克常数测量原理进... 详细信息

光电效应法测量普朗克常数的理论依据是爱因斯坦光电方程,但该方程在绝对零度条件下才成立,而实验一般是在室温下进行。温度的影响必然会使计算结果存在一定的误差,为了减小这一误差,以金属阴极的光电效应为例,对普朗克常数测量原理进行热效应修正,引入了准爱因斯坦光电方程。理论推导得出一定温度下阴极光电流与反向电压呈指数函数关系,并在数据处理时采用指数函数拟合光电流-电压实验数据,再通过拐点法确定截止电压。计算结果表明,传统光电效应法的测量误差为14%,热效应修正后的测量误差为1.8%。

关键词：爱因斯坦光电方程普朗克常数热效应指数函数拟合截止电压

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滤光片带宽对光电效应测量普朗克常数的影响

浙江工业大学学报 2017年第3期45卷 342-346页

作者：魏高尧卢忠隋成华浙江工业大学理学院浙江杭州310023

在光电效应测量普朗克常数实验中,由于滤光片和固体能带都具有一定的带宽,对测量的精度会产生影响.将带宽更窄的干涉滤光片取代带宽较宽的色玻璃滤光片,利用零点法、拐点法和曲率法分别测得365,405,436,546,577nm五个波长光的反向遏止电... 详细信息

在光电效应测量普朗克常数实验中,由于滤光片和固体能带都具有一定的带宽,对测量的精度会产生影响.将带宽更窄的干涉滤光片取代带宽较宽的色玻璃滤光片,利用零点法、拐点法和曲率法分别测得365,405,436,546,577nm五个波长光的反向遏止电压,并应用最小二乘法分别进行直线拟合求出普朗克常数.实验结果表明:曲率法的相对误差较其他两者小,且利用曲率法测得干涉滤光片的普朗克常数相对误差为0.04%,远小于色玻璃滤光片的相对误差(2.75%).因此利用带宽更窄的干涉滤光片可以进一步提高普朗克常数的测量精度,这有助于进一步加深理解能量量子化的概念.

关键词：普朗克常数滤光片带宽精度