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LED阈值法:从伏安曲线到普朗克常量

同一条伏安曲线,换一种“开启”判据,阈值电压就会变。先亲手比较,再看这个差异怎样一路传到普朗克常量的拟合结果。

教学近似模型

eU0 ≈ hc / λ

拟合形式:U0 = a(1/λ) + b,斜率给出 h = ea/c。

先在伏安曲线上找“门槛”

实心点为模拟测量值;所有曲线共用同一电流量程

测量点 高电流段切线 提取的 U0
切线外推

取 8—18 mA 内的测量点做直线拟合,再把直线延长到 I = 0。它减弱了“凭眼睛找拐点”的随意性,但拟合区间一变,截距仍会移动。

再把五个阈值排成一条直线

横坐标用波数 1/λ,斜率换算普朗克常量

五色 LED 线性拟合
由拟合斜率得到
6.3 × 10−34
J·s (普朗克常量估计值)
相对标准值偏差—
决定系数 R²—
斜率 a—
截距 b—

残差:测量值 − 拟合值 / mV

方法差异不是“操作误差”四个字就能带过

下表始终同时计算两种判据。固定小电流列随滑块变化;差值定义为“切线外推 − 固定小电流”。

LED中心波长 / nm切线外推 / V固定 1.0 mA / V方法差值 / mV所选法残差 / mV
展开所选 LED 的原始 I–U 数据
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