普朗克常数

摘要： 在质量与其他物理量无关的前提下,可以证明量纲关系“能量≡质量×速度×速度”,导出公式E=Mc^(2),其物理意义是一个质量为M的质量体以光速c运动时所具有的能量。公式E=Mc^(2)具有普遍适用性,其特例是只有一个质量体的情况,此时该质量体以光速保持匀速直线运动,该质量体的质量是宇宙总质量,这是一个最基本的物理现象,该现象用数学语言描述就是:宇宙总能量和宇宙总质量比值的平方根等于光速,这一论断是作者提出的光速原理。以量纲关系“能量≡质量×速度×速度”为基础可以导出动量,动量对时间求导得到牛顿第二运动定律。从牛顿第二运动定律可以导出牛顿第一运动定律。基于牛顿第二运动定律定义的力的量纲,可以提出基本引力禀性常数的概念,导出一般形式的引力定律,其特例是万有引力定律。在引力定律的基础上,可以导出库仑定律以及高斯定理,并进而建立麦克斯韦方程组。基于库仑定律可以导出普朗克常数的概念。在动量和普朗克常数的基础上,可以导出普朗克定律和不确定性原理。在引力分析的基础上,可以修正牛顿第三运动定律。从波动方程出发推导了薛定谔波动方程。指出了现有物理理论体系中的矛盾和问题,并做了相应的补充和完善。

摘要： 千克作为质量基本单位,它的定义及量值传递方式颇有历史,但随着时代的进步,它的精度及稳定性已经无法满足科研使用,2019年国际对千克的重新定义,对于科学发展、技术进步有着十分重要的意义。

摘要： 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。

摘要： 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.

摘要： 在光电效应测量普朗克常数的实验中,利用低压汞灯、钠光灯及低噪声黄绿光激光器代替传统高压汞灯光源,在考虑暗电流等因素的情况下,采用拐点法寻找遏止电压,利用Matlab拟合数据,以研究在近似波长条件下不同光源对实验结果的影响.结果 表明:利用黄绿光激光器作为光源获得的普朗克常数最接近理论值,充分证明了黄绿光激光器是实验结果非常理想的光电效应实验光源.

摘要： 千克是国际单位制的7个基本单位之一,在国际单位制中具有举足轻重的作用.它是唯一以实物形式保存的基本单位,因此其实物基准存在丢失、损坏、稳定性差等一系列问题.随着量子力学的发展,使用普朗克常数取代实物基准定义千克,成为国际公认解决这一系列问题的可行之路.

摘要： 为了应对国际单位制的重大变革-用普朗克常数对质量单位千克进行重新定义,中国计量科学研究院于2006年提出了能量天平方案.该方案采用静态测量,可避免国外功率天平方案中因动态测量引入的技术难题.2013年原型试验装置NIM-1研制成功,在空气中测量普朗克常数的不确定度达到2.6×10-6(k=1),证实了能量天平方案原理可行.2017年,新一代能量天平装置NIM-2研制成功,并实现了真空环境下的测量,相对不确定度为2.4×10-7(k=1).目前中国计量科学研究院正对能量天平装置中几项主要的不确定度来源进行改进研究,预计在未来的两年内可达到10-8量级的不确定度.

摘要： 用基布尔称测量出的普朗克常数来重新定义"千克"是人类计量史上的伟大革命,标志着从实物计量基准到量子计量基准的飞跃.在梳理"千克"历史脉络的基础上,介绍了定义"千克"的新方法及利用基布尔称进行实验测量的原理.通过"千克"的前世今生,对中学物理教材编写、教学资源开发和学生科学本质观的培养提出了建议.

摘要： 光电效应实验测量得到的普朗克常数与公认普朗克常数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的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.

摘要： 本文介绍了一种基于对发光二极管的伏安特性及光谱特性进行同步测量所设计出的一种全新的测量普朗克常数的物理实验,并给出了实验方法及结果。

摘要： 基于光电效应法测量普朗克常数的测量原理，提出了一种确定遏止电压的新方法，对光电流进行归一化处理，对测量数据进行Boltzmann曲线拟合，根据得到的伏安特性曲线。确定反向遏止电压，从而确定普朗克常数。分析了测量普朗克常数时产生误差的原因。指出了可从实验最佳条件的选取得到较理想的测量结果。

摘要： 本文提出了一种对需使用滤波片的测定普朗克常数实验的实用性改进方法：利用实验室现有的相对低廉设备组成能获得单色光的实验装置，而不需要用滤波片，来满足光电效应实验对单色光源的要求，从而减小了实验中测定的普朗克常数与公认值的误差.

摘要： 本文介绍了光电效应测普朗克常数的一种简化测量方法.该方法使测量的数据减少，数据处理简单，避免了一般拐点法截止电压难以确定的弊端，而且测量结果比一般的拐点法好.

摘要： 介绍了所研制的"多用物理实验数据采集系统",详细分析了其中光电效应法测量普朗克常数实验微机数据采集与处理系统的硬件及软件原理。

摘要： 介绍了电学计量在直流电压、直流电阻量子化溯源的新进展,在交流电压、交流电阻量子化溯源的新突破,以及电学量子三角形闭合互证的新方法,并对电学量子计量技术在质量单位定义和普朗克常数测定中发挥的作用进行了描述。

摘要： 本发明提出了一种验证光电效应实验规律及测定普朗克常数的实验装置。它是在一个遮光箱体内设置单色仪及光电管，光电管前设置偏振片，单色仪与控制器相连，可设定入射单色光波长，通过入射光强度控制器可设定入射光强度，光电管与测量控制器相连，可测量不同电压下光电管的光电流。通过控制器设定单色仪入射单色光波长及强度，可验证光电效应实验规律；测绘出不同单色光照射下光电管的I-V曲线，确定遏止电压，可计算出普朗克常数。本发明采用波长连续可调的单色光源，能准确控制入射光强度，能定量地验证光电效应实验规律，提高测定普朗克常数的精度，且学生数据不易雷同，还可在示波器上直观地显示出光电管的I-V特性曲线。

摘要： 一种能够同时测量普朗克常数和逸出功的装置及测量方法，涉及测量普朗克常数和逸出功的技术领域。本发明暗盒的内部分别布置光电管、微电流放大器、LED发光部件，暗盒的外部分别布置可调LED电源、测试仪，光电管通过导线分别与微电流放大器、测试仪连接，微电流放大器通过导线与测试仪连接，可调LED电源通过导线与LED发光部件连接；所述LED发光部件上布置若干个LED灯。本发明实现了结构简单，测试效果好，避免人体污染，节约能源的目的。

摘要： 本发明提出了一种验证光电效应实验规律及测定普朗克常数的实验装置。它是在一个遮光箱体内设置单色仪及光电管，光电管前设置偏振片，单色仪与控制器相连，可设定入射单色光波长，通过入射光强度控制器可设定入射光强度，光电管与测量控制器相连，可测量不同电压下光电管的光电流。通过控制器设定单色仪入射单色光波长及强度，可验证光电效应实验规律；测绘出不同单色光照射下光电管的I-V曲线，确定遏止电压，可计算出普朗克常数。本发明采用波长连续可调的单色光源，能准确控制入射光强度，能定量地验证光电效应实验规律，提高测定普朗克常数的精度，且学生数据不易雷同，还可在示波器上直观地显示出光电管的I-V特性曲线。

摘要： 本实用新型公开了普朗克常数测定仪，包括Q9座，Q9座一侧固定连接有光电管暗盒，光电管暗盒上相对于Q9座的另一侧固定连接有聚光系统，光电管暗盒上方连接有滤色片旋转拨盘，滤色片旋转拨盘上的光电管暗盒一侧连接有光阑旋转拨盘，光电管暗盒上相对于滤色片旋转拨盘的另一侧连接有直线轴承滑座，直线轴承滑座滑动连接在高精度双轨滑动轨道上，高精度双轨滑动轨道固定安装在测试台底座上，有益效果是：本装置因设置的高精密双轨滑动轨道有一定的重量，从而使测量台底座稳定，因直线轴承滑座定位效果好，使光轴及机械轴满足共轴要求，通过移动光电暗盒装置而稳定改变测量距离，从而达到每次测量时重复性好。

摘要： 本实用新型为一种用半导体激光器作为光源测普朗克常数的装置，包括小型半导体激光器、激光器套管、光电管进光口、光澜圆盘，光电管进光口之前设有可以改变孔径的光澜圆盘，光澜圆盘在圆周上分布有多个不同孔径的孔光澜，光澜圆盘绕圆盘中心转动可以使光澜圆盘上不同的孔光澜对应到光电管进光口的位置；所述光澜圆盘之前设置有激光器套管，激光器套管固定在套管固定圆盘上，激光器套管的底端设有通光孔，小型半导体激光器插入激光器套管内，套管固定圆盘绕圆盘中心转动可以使小型半导体激光器对应在电管进光口位置。为物理实验教学提供一种精确度高、光源波长种类不受限制、光强度可调、有更接近截止频率的单色光等优点的装置。

摘要： 本实用新型涉及一种普朗克常数测量实验装置，包括设第一暗箱和第二暗箱的底座，第一暗箱和第二暗箱包括箱体和相对设置且中心轴重合的通光管道；第一暗箱的箱体内设与通光管道等高、连接有电源的复色光源；第二暗箱的通光管道上设侧部铰接设滤光片组的滤光片插槽，滤光片插槽背向复色光源侧的通光管道内同轴设光阑，第二暗箱的箱体内设与光阑同轴的连接有测试仪的光电发生管；测试仪上设RS232通信接口，通过RS232数据线连接至计算机。本实用新型的测量精度大幅提升，有助于更直观理解单色光单色性对普朗克常数测量的影响，理解能量量子化的概念，对误差形成更直观的认识，理解实验意义，更方便比较零点法、拐点法和曲率法的测量误差。

摘要： 本实用新型公开了一种普朗克常数测定装置，包括具有固定波长、用于提供光源的半导体激光器，所述半导体激光器连接有供电电源，所述半导体激光器的光发射端设置有感光模块，所述感光模块与所述半导体激光器之间设置有遮光装置，所述感光模块的信号输出端连接有电信号检测仪。本实用新型不但具有设备功耗小、使用寿命长的优点，而且整体结构设计小巧简单，测试使用方便，测试结果精确。

摘要： 本实用新型提出了一种采用LED光源的光电效应测普朗克常数实验装置。它是在一个遮光箱体内设置八只不同波长的RCLED(谐振腔发光二极管)单色光源，光源发出的光均可耦合到导光纤维中，导光纤维出口设置扩束透镜及准直透镜，后面设置光电管。LED由恒流源驱动，亮度采用PWM调节。可调电压源与光电管并联，微电流测量放大器与光电管串联。依次点亮LED单色光源，测绘出不同单色光照射下光电管的I-V曲线，确定遏止电压，就可计算出普朗克常数。本实用新型采用RCLED作为单色光源，光源单色性能好，波长稳定性高，有利于提高实验精度，LED光源寿命长，实验时不需预热，可以随时点亮或关闭，亮度调节方便。

摘要： 本实用新型提出了一种验证光电效应实验规律及测定普朗克常数的实验装置。它是在一个遮光箱体内设置单色仪及光电管，光电管前设置偏振片，单色仪与控制器相连，可设定入射单色光波长，通过入射光强度控制器可设定入射光强度，光电管与测量控制器相连，可测量不同电压下光电管的光电流。通过控制器设定单色仪入射单色光波长及强度，可验证光电效应实验规律；测绘出不同单色光照射下光电管的I-V曲线，确定遏止电压，可计算出普朗克常数。本实用新型采用波长连续可调的单色光源，能准确控制入射光强度，能定量地验证光电效应实验规律，提高测定普朗克常数的精度，且学生数据不易雷同，还可在示波器上直观地显示出光电管的I-V特性曲线。

摘要： 本实用新型公开了一种普朗克常数测定仪，包括由电源供电的灯泡，灯泡发出的光经过滤光片后射向感光片，感光片的输出端安装有电信号检测仪表，所述灯泡包括并联的白光灯、蓝光灯和紫外光灯。所述白光灯串联白光电阻和白光开关构成白光支路,蓝光灯串联有蓝光电阻和蓝光开关构成蓝光支路，紫外光灯串联有紫外光电阻和紫外光开关构成紫外光支路，上述三个支路并联在一起。所述电源包括由变压器供电的整流电路，整流电路输出端并联有电容。采用这种结构的普朗克常数测定仪，结构合理，开机无须预热，能够频繁开启关闭，且成本较低，特别适合在学校实验室内使用。