基于Keras框架的普朗克常数计算方法研究

光电效应实验是物理学习过程中的一个重要实验,通过光电效应实验可以对普朗克常数进行计算。当数据量较少时,计算结果和真实值之间往往存在较大误差。随着机器学习和人工智能的快速发展,物理数值计算也可以使用不同的神经网络框架进行解决。文章介绍了光电效应方程对普朗克常数计算的理论依据,采用深度学习的Keras框架对110个数据样本进行了不同批次训练,研究了损失函数对普朗克常数计算精度的影响。基于深度学习Keras框架的普朗克常数计算方法研究为物理常数的计算提供了新的思路。

浅谈普朗克常数以及它的测定

普朗克常数h,在量子力学中是重要的角色。测定普朗克常数有许多种方法,其精度各不相同。本文主要介绍了普朗克常数的提出以及测定普朗克常数的光电效应实验方法,探索测量普朗克常数的最佳条件。

普朗克常数h测定与质量量子基准的最新研究进展

摘要：借助基本物理常数来定义新的国际单位制一直是国际计量界研究的热点，其中对于普朗克常数h的测量，出现过电流天平方案、电压天平方案、超导磁悬浮方案、功率天平方案和能量天平方案等多种电学方案。一旦普朗克常数h被精确测定，则可以用其来定义新的质量单位，实现质量基准的量子化。详细比较了现阶段各国应用电学方法测量普朗克常数h方案的原理、装置和进展，对将来普朗克常数h的精确测量以及质量量子基准的发展趋势进行了预测。

普朗克常数h测定系统中磁场线圈稳流源研究

在建立我国普朗克常数h测定系统中,对高稳定度直流电源提出了新的要求。本文提出一种基于串联补偿型的专用磁场稳流源。通过设计特殊的采样电阻,选用稳定的基准电压,优选性能突出的运放,并针对感性负载进行关键的补偿,搭建了一套稳定度达到4.5×10-6/30min的稳流源,可用作现阶段普朗克常数h测定系统的磁场稳流源。

光电效应测普朗克常数实验研究

简要探讨了利用光电效应测普朗克常数时的几个最佳条件，并对某些仪器部件进行了改进，所得结果误差明显减小。

光电效应测普朗克常数新数据处理方法

针对光电效应测普朗克常数实验的数据处理,作者在总结了现有方法的基础上提出了一种新的方法:分段曲线拟合交点法.对测量的数据分为两段拟合,将截止电压左边近似拟合为一次函数:I=a0+a1U,截止电压右边近似拟合为指数函数和一次函数之和的形式:I=b0+b1U+b2eb3U+b4,用SPSS和Matlab软件对测量的数据进行处理,拟合得到两个函数,利用这两个函数求出分段曲线的交点,即为截止电压,再求得普朗克常数.并将该方法得到的结果与其他方法做了对比,表明分段曲线拟合交点法有明显优点.

滤光片带宽对光电效应测量普朗克常数的影响

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.

一种测定普朗克常数的综合实验装置

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。

光电效应测普朗克常数的三种方法

本文简单介绍了光电效应测普朗克常数实验的基本原理及测量截止电压的三种方法。分别利用三种方法对普朗克常数进行测量,对实验数据进行处理、计算,并对结果做了分析、讨论。

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。

光电效应法测量普朗克常数实验数据采集与处理系统的研制

为改进物理实验教学,研制多用物理实验数据采集系统.文中详细介绍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.这一系统显著提高了物理实验的整体质量.

Origin在普朗克常数测量实验数据处理中的应用

本文简要介绍了Origin软件的主要功能及在处理普朗克常数测量实验数据处理方面的优越性。与传统的物理实验数据处理方法相比,Origin软件的数据分析和图形处理功能十分强大,不仅可以有效避免手工绘图所带来的误差,而且还能够绘制二维,甚至三维图像,能够准确直观地处理实验数据和获得更大的信息量。因此,Origin软件作为一种常用数据处理方法非常适合在物理实验教学和科学研究等领域中使用。

光电效应测量普朗克常数的方法及误差分析

介绍了光电效应实验中通过确定截止电压测量普朗克常数的方法,并分析了实验中产生误差的原因,指出减小误差的方法.

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。

在光电效应测定普朗克常数实验中测量方法的讨论

在光电效应测量普朗克常数实验方法中,分别采用零点法、曲率法和拐点法确定截止电压,并应用最小二乘法进行直线拟合求出普朗克常数数值进行比较,结果表明,曲率法测普朗克常数的相对误差为1.07%,零点法为1.60%,拐点法误差最大,在实验中要求学生采用合适的方法处理数据。

普朗克常数h引起的经典物理学自然观的三种改变

物理学的研究成果,往往能使离物理学领域很远的哲学观念发生变化。普朗克常数的诞生,不仅使物理学经历了由经典到现代的“蛹-蝶”之变,而且还使人们对自然界的基本认识与基本观念发生了根本性转变。

普朗克常数h的意义及应用

普朗克常数h是一个重要的自然常数,它是量子论的基础,在物理学和计量学中具有特殊的地位和重要的应用.

用半导体激光器作为光源改进普朗克常数测定仪

光电效应法测定普朗克常数是目前大多数高校近代物理或光学实验中开设的实验,但所用设备有很多缺陷,如高压汞灯寿命短,汞灯电源稳压模块容易烧坏,设备操作较复杂等。用小功率半导体激光器替换高压汞灯对仪器进行改进可以解决这些问题,并具有功耗小,寿命长,性能稳定等优点。

正确确定遏止电压 测量普朗克常数

普朗克常数的测定通常采用光电效应的方法，其中用目测确定遏止电压和手工画出直线等手段造成的误差会限制实验的准确度。用多媒体著作工具ＭｕｌｔｉｍｅｄｉａＴｏｏｌＢｏｏｋ制作的软件，能正确确定遏止电压，计算普朗克常数ｈ，消除了这两方面造成的误差。软件根据实验数据量多，采用共享式数据可填域，根据输入的实验数据画出相应滤色片的Ｉ～Ｕ曲线，并采用线性插值的方法确定遏止电压ＵＳ，将遏止电压值显示出来。当五个滤色片的实验数据输入结束后，软件将显示的每个滤色片遏止电压值，用最小二乘法进行直线拟合，画出｜ＵＳ｜～ν曲线，求出普朗克常数ｈ。

光电效应测定普朗克常数的Matlab处理设计

介绍了应用曲率处理光电效应测定普朗克常量实验数据的方法,利用Matlab进行了相应处理程序设计,并应用该方法对实验数据进行了分析、处理,同时,对处理过程中的注意点予以了阐述。结果显示,曲率法应用于光电效应确定普朗克常量的数据时,有较高的精确度,解决了光电效应确定普朗克常量实验截止电压不易确定和实验处理结果误差较大等问题。