光电管特性的研究.(DOC)
光电子器件_第三章光电阴极与光电倍增管
3.1、光电管及其基本特性
光窗
Uo
（a)结构
（b)测量电路
利用物质在光的照射下发射电子的外光电效应而制 成的光电器件，一般都是真空的或充气的光电器件， 如光电管和光电倍增管。
1. 结构与工作原理
光电管有真空光电管和充气 光电管或称电子光电管和离子光 电管两类。两者结构相似，如图。 它们由一个阴极和一个阳极构成， 并且密封在一只真空玻璃管内。 阴极装在玻璃管内壁上，其上涂 有光电发射材料。阳极通常用金 属丝弯曲成矩形或圆形，置于玻 璃管的中央。
光电 倍增 管的 光照 特性
6、光电倍增管工作原理
UOUT RL A K D D D3 D 4 1 IA 2 R1 R2 R3 R4 R5
光电倍增管及其基本特性
由阴极、次阴极（倍增电极）、阳极组成阴极由半导体光电材料锑铯做成， 次阴极是在镍或铜-铍的衬底上涂上锑铯材料形成。次阴极可达30级。通常为 12~14级。 使用时在各个倍增电极上均加上电压，阴极电位最低，以后依次升高， 阳极最高。相邻两个倍增电极之间有电位差，因此存在加速电场。
二、光电倍增管及其基本特性
当入射光很微弱时，普通光电管产生的光电流很小， 只有零点几μA，很不容易探测。这时常用光电倍增管对 电流进行放大，下图为其内部结构示意图。
1. 结构和工作原理
由光阴极、次阴极(倍增电极)以及阳极三部分组成。光阴极是由半 导体光电材料锑铯做成；次阴极是在镍或铜-铍的衬底上涂上锑铯 材料而形成的，次阴极多的可达30级；阳极是最后用来收集电子 的，收集到的电子数是阴极 光电阴极 阳极 发射电子数的105~106倍。即 光电倍增管的放大倍数可达 几万倍到几百万倍。光电倍 增管的灵敏度就比普通光电 管高几万倍到几百万倍。因 第一倍增极 第三倍增极 此在很微弱的光照时，它就 能产生很大的光电流。 入射光
APD光电二极管的特性测试及应用研究1
[5]王庆有.光电传感器应用技术[M].北京:机械工业出版社,2007.10.
[6]其他：可网上搜索查找相关中文和外文文献。
3．进度安排
设计（论文）各阶段名称
起止日期
1
查阅文献资料，确定方案，写文献综述
2014.1.18-3.20
2
学习APD光电二极管的工作原理
2014.3.21-3.30
3
理解APD光电二极管的各项参数指标并测试
因此，拓宽硅基光电探测器件的探测波长范围及探测效率，不仅成为一个较为热点的研究领域，引起了各国科研工作者的兴趣，同时也成为光通信领域迫切需要克服的难题，是市场应用所需迫切解决的问题。最近几年人们尝试了各种方法来提高Si基APD的近红外探测效率，其中有增加Si基APD吸收层的厚度从而提高光子在Si中的吸收，然而随着APD体积的增加，不但提高了近红外处的量子效率，同样增加APD器件的暗电流和噪声，也提高了APD的响应时间，所以用这种方法提高APD近红外的敏感率并不是最好的方法。还有一种方法就是在APD器件表面设计一层防反射层，这层防反射层可以使入射光在APD器件的表面发生多次反射，从而增加了透入到器件内部的光子，也不会增加APD器件的体积，但是这种方法对工艺制作流程要求严格，成本较高，虽然能提高器件的整体效果但依然不能将1064nm处的光探测效率提高到理想的程度。
制约硅基APD在近红外方向特别是1064nm波段发展的原因有两个，第一，硅的禁带宽度是1.12eV，从而导致硅对1100nm处光的吸收截止。Si是间接带隙材料，在300K时硅的禁带宽度是1.12eV。因此硅的吸收截止波长是1100nm。从而导致由间接半导体材料制做的APD器件在截止波长附近吸收效率非常低。为了使硅基APD在1064nm处获得较高的量子效率，人们研发出使用其它半导体材料(锗、铟或者砷化镓)制作光电子器件，但是这些材料的光电子器件暗电流和噪声比较高，价格昂贵，而且与硅的晶格不匹配。或者改变硅基APD的结构设计，还可以使用飞秒激光微构造技术，来改变硅在近红外处的光吸收特性。第二，APD制造工艺过程中必须引入尽可能少的缺陷以减少暗电流，从而保证器件具有较高的信噪比。
光电管的工作原理
光电管的工作原理
电子管（光电管）是一种装有特殊电极的无极管，它是电子管类产品中最早出现的器件，也是当今电子电路中使用最多的器件。
它具有发光能力和导通能力。
电子管的基本原
理是，向管子内部引入一定电压时，管子内部的电子由低能量变为高能量，管子内部的电
子由低能量跃迁到高能量，在这种跃迁过程中散发出大量的光能量，并产生发光现象，光
能产生的机制是由发射电子碰撞管墙出行的，并导致空气中的电磁波，进而产生可见光等。
电子管的工作原理主要有三个方面：
（1）发射电子离子源：通过热源或电场来向管子中放射电子，形成发射电子离子源；
（2）发射特性：当发射电子离子源在管子内部有电场作用，并被管子墙上的金属物
质吸收后，发射电子就会以高能量由低能量发射；
（3）发光特性：当发射电子自管子墙上反弹出时，会产生可见光及其他光，这些光
就叫做发光特性。
基础上述电子管的工作原理，此类电子管的应用已被广泛的应用在电子设备中,在实
际的技术应用中,由电子管所使用的主要有放大、显示等。
放大应用是电子管非常普遍的
应用形式，它使原有设备的输出信号变大，从而实现信号传输。
而电子管的显示功能，其
特点是以光线来显示和检测各种信号，可以以观察者直接观察输出内容，从而有效地保证
了设备的正常运行，如控制台等设备可以用电子管实现一定的显示功能。
本文对电子管的工作原理作了介绍，从发射电子的离子源、发射特性和发光特性等具
体方面进行了讲解，指出了电子管的普遍应用应用，包括放大、显示等，电子管是许多设
备的必需器件，能有效的实现设备的正常运行。
光电效应测普朗克常量实验报告
南昌大学物理实验报告课程名称：普通物理实验（2）实验名称：光电效应测普朗克常量学院：专业班级：学生姓名：学号：实验地点：座位号：实验时间：一、 实验目的：1、研究光电管的伏安特性及光电特性。
2、比较不同频率光强的伏安特性曲线与遏制电压。
3、了解光电效应的规律，加深对光的量子性的理解。
4、验证爱因斯坦光电效应方程，并测定普朗克常量h 。
二、 实验仪器：YGD-1 普朗克常量测定仪（内有75W 卤钨灯、小型光栅单色仪、光电管和微电流测量放大器、A/D 转换器、物镜一套）图（1）1—电流量程调节旋钮及其量程指示； 2—光电管输出微电流指示表； 3—光电管工作电压指示表； 4—微电流指示表调零旋钮；5—光电管工作电压调节（粗调）； 6—光电管工作电压调节（细调）； 7—光电管工作电压转换按钮; 8—光电管暗箱；9—滤色片，光阑（可调节）总成； 10—档光罩；11—汞灯电源箱； 12—汞灯灯箱。
三、 实验原理：光电效应的实验示意图如图1所示，图中GD 是光电管，K 是光电管阴极，A 为光电管阳极，G 为微电流计，V 为电压表，E 为电源，R 为滑线变阻器，调节R 可以得到实验所需要的加速电位差AK U 。
光电管的A 、K 之间可获得从 U -到0再到 U +连续变化的电压。
实验时用的单色光是从低压汞灯光谱中用干涉滤色片过滤得到，其波长分别为： nm nm nm nm nm 577 ,546 ,436 ,405 ,365。
无光照阴极时，由于阳极和阴极是断路的，所以G 中无电流通过。
用光照射阴极时，由于阴极释放出电子而形成阴极光电流（简称阴极电流）。
加速电位差AK U 越大，阴极电流越大，当AK U 增加到一定数值后，阴极电流不 再增大而达到某一饱和值H I ，H I 的大小和照射光的强度成正比（如图2所示）。
加速电位差AK U 变为负值时，阴极电流会迅速减少，当加速电位差AK U 负到一定数值时，阴极电流变为“0”，与此对应的电位差称为遏止电位差。
实验二 光敏二极管特性实验
实验二光敏二极管特性实验一、实验目的：1、熟悉光敏二极管的结构和光电转换原理；2、掌握光敏二极管的暗电流及光电流的测试方法；3、了解光敏二极管的特性，当光电管的工作偏压一定时，光电管输出光电流与入射光的照度（或通量）的关系。
二、实验原理：光敏二极管是一种光生伏特器件，用高阻P型硅作为基片，然后在基片表面进行掺杂形成PN结。
N区扩散得很浅为1um左右，而空间电荷区（即耗尽层）；较宽，所以保证了大部分光子入射到耗尽层内。
光被吸收而激发电子-空穴对，电子-空穴对在外加反向偏压的作用下，空穴流向正极，形成了二极管的反向电流即光电流。
光电流通过外加负载电阻R L后产生电压信号输出。
光敏二极管原理图如图2-1所示。
图2-1 光敏二极管原理图在无光照的情况下,若给P-N结加一个适当的反向电压，则反向电压加强了内建电场，使P-N结空间电荷区拉宽，势垒增大，流过P-N结的电流(称反向饱和电流或暗电流)很小，它（反向电流）是由少数载流子的漂移运动形成的。
当光敏二极管被光照时，满足条件h v≧Eg时，则在结区产生的光生载流子将被内电场拉开，光生电子被拉向N区，光生空穴被拉向P区，于是在外加电场的作用下形成了以少数载流子漂移运动为主的光电流。
显然，光电流比无光照时的反向饱和电流大得多，如果光照越强，表示在同样条件下产生的光生载流子越多，光电流就越大，反之，则光电流越小。
当光敏二极管与负载电阻R L串联时，则在R L的两端便可得到随光照度变化的电压信号，从而完成了将光信号转变成电信号的转换。
三、实验仪器及部件：光敏二极管、直流稳压电源、照度测量器件、采样电阻、照度表、光源、微安表、F/V表。
四、实验步骤：1、了解所需单元、部件在实验仪上的位置、观察光敏二极管的结构。
2、测量光敏二极管的暗电流：按图2-2接线，要注意光敏二极管是工作在反向工作电压，+V CC选择在+10V，负载电阻至最小，装上光源，对准光敏二极管，关闭发光管电源，移出遮光罩，光敏二极管完全被遮盖，微安表显示的电流值即为暗电流，或测得负载电阻上的压降V暗，则暗电流I暗=V暗/R L。
完整版发光二极管主要参数与特性
发光二极管主要参数与特性LED 是利用化合物材料制成pn 结的光电器件。
它具备pn 结结型器 件的电学特性：I-V 特性、C-V 特性和光学特性：光谱响应特性、发 光光强指向特性、时间特性以及热学特性。
1、LED电学特性而形成势垒电场，此时R 很大；开启电压对于不同LED 其值不同， GaAs 为 1V ，红色 GaAsP 为 1.2V , GaP 为 1.8V , GaN 为 2.5V 。
(2) 正向工作区：电流I F 与外加电压呈指数关系I F = I S (e qv F/KT -) ------------------------------ 1 s 为反向饱和电流 。
V >0时，V > V F 的正向工作区I F 随V F 指数上升 I F = I s e qVF/KT (3) 反向死区：V v 0时pn 结加反偏压V= - V R 时，反向漏电流 |R (V 二-5V )时，GaP 为 0V , GaN 为 10uA 。
(4) 反向击穿区 V v - V R , V R 称为反向击穿电压；V R 电压对应I R 为反向漏电流。
当反向偏压一直增加使 V V - V R 时，贝y 出现I R 突 然增加而出现击穿现象。
由于所用化合物材料种类不同，各种LED 的反向击穿电压V R 也不同。
1.2 C-V 特性鉴于 LED 的芯片有 9 X 9mil (250 X 250um) , 10X 10mil , 11 X 11mil (280 X 280um) , 12 X 12mil1.1 I-V 特性 表征LED 芯片pn 结制备性能主要参数。
LED 的I-V 特性具有非线性、整流性质：单向导电性，即外加正偏压表现低接触 电阻，反之为高接触电阻。
如左图：⑴正向死区：(图oa 或oa'段) a 点对于V o 为开启电 压，当V v Va ,外加电 场尚克服 不少因载 流子扩散V R击 反向死区 穿_---------- 区工作区VFVI-V 特性曲线C0 -C 0(300 X 300um)，故 pn 结面积大 小不一，使其结电容(零偏压) c ~n+pf 左右。
光电管特性实验报告
一、实验目的1. 了解光电管的基本结构和工作原理。
2. 研究光电管的伏安特性，分析不同电压对光电流的影响。
3. 探究光电管的截止电压与入射光频率的关系。
4. 验证光电效应方程，并测定普朗克常量。
二、实验原理光电效应是指当光照射到金属表面时，金属表面会发射出电子的现象。
光电效应的实验原理如图1所示。
入射光照射到光电管阴极K上，产生的光电子在电场的作用下向阳极A迁移形成光电流。
改变外加电压，测量出光电流I的大小，即可得出光电管的伏安特性曲线。
光电效应的基本实验事实如下：1. 对应于某一频率，光电效应的I-U关系如图2所示。
从图中可见，对一定的频率，有一电压U0，当时，电流为零，这个相对于阴极的负值的阳极电压U0，被称为截止电压。
2. 当U>U0后，I迅速增加，然后趋于饱和，饱和光电流IM的大小与入射光的强度P成正比。
3. 对于不同频率的光，其截止电压的值不同，如图3所示。
4. 截止电压U0与频率v的关系如图4所示，与v成正比。
当入射光频率低于某极限值（随不同金属而异）时，不论光的强度如何，照射时间多长，都没有光电流产生。
5. 光电效应是瞬时效应。
即使入射光的强度非常微弱，只要频率大于v0，在开始照射后立即有光电子产生，所经过的时间至多为10^-9秒的数量级。
根据爱因斯坦的光量子理论，光子能量E与频率v的关系为E=hv，其中h为普朗克常量。
光电效应方程为E=hf=φ+KEmax，其中φ为金属的逸出功，KEmax为光电子的最大动能。
当光电子的最大动能KEmax为0时，对应的截止电压U0为U0=φ/hv。
三、实验仪器与材料1. 光电管2. 汞灯3. 光栅单色仪4. 电压表5. 微电流计6. 滑线变阻器7. 电阻箱8. 信号发生器9. 数据采集器10. 计算机及实验软件四、实验步骤1. 将光电管接入电路，调节滑线变阻器，使电压表显示为零。
2. 调节汞灯，使光栅单色仪的出射光垂直照射到光电管阴极上。
3. 调节电压表，使电压逐渐增加，同时观察微电流计的读数。
光电特性综合实验报告
一、实验目的1. 理解光电效应的基本原理。
2. 掌握光敏电阻和光电管的光电特性。
3. 通过实验，分析光敏电阻和光电管在不同光照条件下的电阻和电流变化。
4. 学习使用光电效应实验装置，测定普朗克常量。
二、实验原理光电效应是指当光照射到某些物质表面时，物质表面的电子吸收光子的能量而逸出，形成电流的现象。
根据爱因斯坦的光电效应方程，光电子的最大动能与光子的能量成正比，与光的频率有关，而与光的强度无关。
光敏电阻是一种利用光电效应原理工作的传感器，其电阻值随光照强度的变化而变化。
光电管是一种利用光电效应将光信号转换为电信号的器件，其输出电流与入射光的强度成正比。
三、实验仪器与材料1. 光电效应实验装置2. 光敏电阻3. 光电管4. 可调光源5. 电流表6. 电压表7. 数据采集系统8. DataStudio软件四、实验内容及步骤1. 光敏电阻光电特性测试(1) 将光敏电阻接入电路，测量其在不同光照强度下的电阻值。
(2) 使用数据采集系统记录光敏电阻在不同光照强度下的电阻值。
(3) 分析光敏电阻的光电特性曲线，研究电阻值与光照强度的关系。
2. 光电管光电特性测试(1) 将光电管接入电路，调整光源的强度，测量不同光照强度下的光电流。
(2) 使用数据采集系统记录光电管在不同光照强度下的光电流。
(3) 分析光电管的光电特性曲线，研究光电流与光照强度的关系。
3. 普朗克常量测定(1) 调整光源的频率，测量光电管在不同频率下的光电流。
(2) 使用数据采集系统记录光电管在不同频率下的光电流。
(3) 根据光电效应方程，计算普朗克常量。
五、实验结果与分析1. 光敏电阻的光电特性曲线显示，随着光照强度的增加，光敏电阻的电阻值逐渐减小，呈现出线性关系。
2. 光电管的光电特性曲线显示，随着光照强度的增加，光电流逐渐增大，呈现出线性关系。
3. 通过实验测定的普朗克常量与理论值相符，验证了光电效应方程的正确性。
六、实验结论1. 光敏电阻的光电特性曲线表明，其电阻值与光照强度呈线性关系。
光电管特性的研究.(DOC)
光电管特性的研究.(DOC)
光电管是一种用于探测和测量光信号的电子器件，它能够将光能转化为电能。
光电管具有以下特性：
1. 光电效应：光电管中的光电子会通过光电效应从材料中释放出来。
当光子击中光电管的物质表面时，光子的能量将被吸收，使得束缚在物质中的电子受到激发而跃迁到导带中。
这些自由电子将能够产生电流，并且其强度正比于入射光的强度。
2. 光电增益：光电管中的光电子受到光子的激发后会进一步通过电子和空穴的扩散与增强效应而产生电流。
这种增益效应可以提高光电管的灵敏度和响应速度。
3. 波长选择性：不同材料的光电管对不同波长的光信号具有不同的响应特性。
一些特定的光电管可以选择性地对某一波长范围内的光信号进行检测，这使得光电管可以用于光谱分析和光学测量中。
4. 灵敏度：光电管具有高灵敏度的特性，即它能够很敏感地探测到较弱的光信号。
这使得光电管成为一种重要的光学探测器件，广泛应用于光通信、光测量和光谱仪器等领域。
5. 响应速度：光电管具有较快的响应速度，可以在微秒以下的
时间内完成对光信号的探测和转换。
这使得光电管非常适用于高速光信号的测量和检测。
6. 非线性特性：光电管的输出电流与入射光信号之间不一定是线性关系。
在较高的光强下，光电管可能会出现饱和现象，即输出电流不再随光强的增大而线性增加。
因此，在应用中需要注意光电管的工作范围和线性度。
通过对光电管特性的研究，可以进一步了解其工作原理、优缺点以及适用范围，为光电管的设计和应用提供指导。
这些特性的研究也可以推动光电管技术的发展，提高其灵敏度、响应速度和波长选择性，以满足不同领域的需求。
光电效应实验报告(2)
学生姓名：黄晨学号：5502211059专业班级:应用物理学1H班班级编号:S008实验时间：13时00分第3周星期三座位号：07教师编号：T003成绩:一、实验目的1、研究光电管的伏安特性及光电特性；验证光电效应第一定律;2、了解光电效应的规律，加深对光的量子性的理解；3、验证爱因斯坦方程，并测定普M克常量。
二、实验仪器普朗克常量测定仪三、实验原理当一定频率的光照射到某些金属表面上时，有电子从金属表面逸出，这种现象称为光电效应，从金属表面逸出的电子叫光电子。
实验示意图如下A为阳极，K为阴极。
当一定频率V的光射到金属材料做成的阴极K上，就有光电子逸出金属。
若在A、K两端加上电压后光电子将山K定向的运动到A,在回路中形成电流I©当金属中的电子吸收一个频率为V的光子时，便会获得这个光子的全部能量，如果这些能量大于电子摆脱金属表面的溢出功W,电子就会从金属中溢出。
按照能量守恒原理有学生姓名：黄晨学号：5502211059 专业班级: 应用物理111班级编号:S008实验时间：13_时22_分第旦周星期三座位号：07教师编号:T003成绩:_此式称为爱因斯坦方程，式中h为普朗克常数，V为入射光频。
V存在截止频率，是的吸收的光子的能量恰好用于抵消电子逸出功而没有多余的动能，只有当入射光的频率大于截止频率时，才能产生光电流。
不同金属有不同逸出功，就有不同的截止频率。
K光电效应的基本实验规律（1）伏安特性曲线当光强一定时，光电流随着极间电压的增大而增大，并趋于一个饱和值。
当极间电压为零时，光电流并不等于零，这是因为电子从阴极溢出时还具有初动能，只有加上适当的反电压时，光电流才等于零。
0-学生姓名：黄壁 学号：空_专业班级：应用物理学ni 班 班级编号:S008实验时间:13时OQ 分 第工周 星期三 座位号：07教师编号:T003成绩:四、实验步骤1、 调整仪器，接好电源，按下光源按钮，调节透镜位置，让光汇聚到单色仪的入射光窗口，用单色仪出光 处的扌肖光片2扌肖住光电管窗口，调节单色仪的螺旋测微器，即可在挡光片上观察到不同颜色的光。
光电效应与光电管光电效应与光电管的特性与应用
光电效应与光电管光电效应与光电管的特性与应用光电效应与光电管：特性与应用引言：光电效应与光电管是现代光电子技术的重要组成部分。
光电效应指光照射到物质表面时，光子能量转化为电子能量的现象。
光电管则是利用光电效应制作的器件，用于检测、测量和转换光信号。
本文将详细探讨光电效应的基本原理、光电管的特性及其在科技领域的应用。
一、光电效应的基本原理光电效应是指当光照射到金属等物质的表面时，导致电子从固体表面解离的现象。
这一现象的发现对于光与电的关系的理解具有重要意义。
光电效应发生的条件是光子具有足够的能量，即能量大于物质的逸出功。
当光子能量大于逸出功时，光子与金属表面的电子发生碰撞，并将一部分能量传递给电子。
这些能量较大的电子具备逸出金属的能力，因此从金属表面逸出，形成自由电子。
这些自由电子可被捕获并用于电流电压的产生。
二、光电管的特性光电管是利用光电效应制作的电子器件，其具有以下特性：1. 增益效应：光电管通过光电效应产生的电子可被放大，享受增益效应。
这使得光电管适用于需要放大微弱光信号或将光信号转换为电信号的应用。
2. 灵敏度：光电管对光信号的转换具有高度的灵敏度。
即使在非常低的光强下，光电管仍能够产生可观测的电信号，从而提高了测量的准确性。
3. 快速响应时间：光电管具有非常快速的响应时间，能够迅速将光信号转换为电信号。
这使得光电管在需要高频率响应的应用中具备重要意义，例如通信领域的光传输系统。
4. 宽波长范围：光电管对于不同波长的光信号具有较宽的接收范围。
这使得光电管可以应用于各种光谱范围内的测量和检测任务。
三、光电管的应用光电管的特性决定了它具有广泛的应用领域。
以下是一些主要的应用示例：1. 光通信：光电管作为光接收器件，在光通信系统中扮演重要角色。
它能够将光信号转换为电信号，并通过电路传输到接收端，实现光信号的传输和解码。
2. 光测量：光电管对光信号的高灵敏度和快速响应时间使其成为光测量领域的关键器件。
充气紫外光电管的特性研究
阴极 材 料 而 言 。 下 列 情 形 严 重 影 响光 电管的性 能 ： ① 金 属 材 料 的 纯 度 及 杂
９ Ｏ
质 含量 ；
② 阴 极 材 料 的 表 面 状 况 将 严 重 影 响 光 子 吸 收 效 率。 从而 影响光 电流 的大 小 ； ③ 阴 极 的 曲率 半 径 对 光
２０ 年第 ４ 卷第 ２ ０２ ３ 期
光电 技术 Ｅ Ｅ Ｔ Ｏ ＯＰ ＩＳＴ Ｏ Ｎ Ｌ Ｙ Ｌ Ｃ Ｒ ． ＴＣ Ｅ Ｈ Ｏ ＯＧ
Ｖ １ ３Ｎ ．．２０ ｏ ４ ｏ２ ０２ ．
充 气 紫 外 光电 管 的特 性 研 究
张 超 马 建华 吴 鸣 镝
（ 安北 方光 电有 限公 司装 甲 兵 军 代 室 ） 西 （ 都 天 微 电 子 有 限公 司 ） 成
摘要
本 文 从 理 论 上 简述 了 充 气 紫 外 光 电 管 的 金 属 光 电 特 性 、气 体 放 电 特 性 、 以及 其 灵 敏 度 和 本 底 特
性 ， 并 分 析 了 影 响 其 特 性 的 关 键 因索 。 指 出 了 其使 用 的 局 限 性 。 关键词 充气 紫 外 光 电 管 特 性 局 限 性
所 以。在 管 中工 作 的 阴极 不 致于 在氢 离子 溅射 下损坏 ；
③在 同样 Ｐ× 值 下 ， （ Ｐ为管 内充气 压 强 ，Ｄ 为阴极 和 阴极 间 距离 ） ，氢气 的击 穿 电压 高 。可 以提 高 阳极 的 临界 电压 ，即 有利 于提高 本底 参数 。 在放 电过 程 中，Ｈ２ 分子 被 电子 轰 击形 成 Ｈ 并 放 出电子 ，Ｈ 子 轰 击 阴极 ， 放 出更 高 离 电子 ， 由此 形成放 电。对 Ｈ２ 而 言 ，如果 没有 外界刺 激，气体 暗 电流则符 合如 下关 系 ： 气
光电效应和普朗克常量的测定
光电效应和普朗克常量的测定当光束射到某些金属表面上时，会有电子从金属表面逸出，这种现象称为“光电效应”。
光电效应是近代物理学的基础实验之一，在量子理论的发展史上，它有着特殊的意义。
对光电效应现象的研究，使人们进一步认识到光的波粒二象性的本质，促进了光的量子理论的建立和近代物理学的发展。
近30年来，光电效应已经被广泛地应用于工农业生产、科研和国防等各领域，特别是根据光电效应制成的各种光电器件在现代技术中（如光学信号、夜视器材、电视、有声电影、自动控制与自动计量等方面）有着广泛的应用，光电功能材料也正越来越受人们的青睐。
一实验目的1. 了解光电效应的基本规律，加深对光量子性的理解。
2. 了解光电管的结构和性能，并测定其基本特性曲线。
3. 验证爱因斯坦光电效应方程，测定普朗克常数。
4. 学习用作图法和线性拟合法处理数据。
二仪器和用具GD－1型光电效应测试仪，钢直尺，导线等。
GD－1型光电效应测试仪的结构如图33-1所示，它包括5部分（1） GDH－45型光电管：阳极A为两块镍板，阴极K为不透明锑钾绝（Te—K—Se），光窗为石英侧窗式，光谱响应范围3000Å一8500Å，蜂值波长为3900±300Å。
工作电压30V 时阴极灵敏度约为2.5 10-11A.为了避免杂散光和外界电磁场对弱光电信号的干扰，光电管放置在铝质暗盒中，暗盒窗口的光阑孔为φ16mm，可放置φ36mm的各种带通滤色片和中性减光片。
（2）光源采用GGQ－50WHg 仪器用高压汞灯。
波谱分布分立式线谱，其波谱分布范围为3023Å一8720Å。
（3）滤色片：是一组外径为φ36mm的宽带通型组合滤色片，具有滤选3650Å、4047Å、4358Å、5461Å、5770Å等谱线的能力。
（4）中性减光片：是三块一组外径为φ36mm的中性减光片。
《大学物理实验(专科)》教学大纲
《大学物理实验（专科）》教学大纲实验名称：大学物理实验（专科）学时：36学时（含绪论课4学时）学分：2适用专业：理工科专科各专业执笔人：王阳恩审订人：杨长铭一、实验目的与任务《大学物理（专科）》是理工科专科各专业的一门公共必修基础课，其中的实验部分是对学生进行科学实验方法和实验技能的基本训练、培养和提高学生科学实验素养以及分析和解决实际问题的能力的实践性课程。
本课程的具体任务是：通过对实验现象的观察、分析和对物理量的测量，使学生学习物理实验知识和基本实验方法，并加深对物理原理的理解；培养与提高学生的科学实验能力，包括自学能力、动手能力、分析能力、表达能力；培养与提高学生的科学实验素养。
二、教学基本要求通过《大学物理（专科）》实验部分的教学，使学生掌握物理实验基本知识、基本方法（实验设计方法：如比较法、放大法、补偿法、模拟法、干涉法、转换测量法等；数据处理方法：如列表法、逐差法、作图法、最小二乘法等），掌握基本仪器的使用，加深对物理现象及基础理论知识的理解，培养学生实验动手能力及创新能力。
理工科各专科专业必做实验项目7项，计23学时，可根据专业特点选做9学时实验。
基础较差的同学可以先选做预备性实验，不占课内学时，实验项目中的前5项设定为预备性实验。
三、实验项目与类型四、实验教学内容及学时分配实验一 长度的综合测量及规则固体密度的测定 （3学时）1、目的要求学会使用测量长度的几种常用仪器，学会物理天平的使用，学会做好记录和计算不确定度。
2、方法原理物体的密度Vm=ρ，将物体的质量m 、体积V 测出，即可得出物体的密度。
3、主要实验仪器及材料 物理天平，规则固体。
4、掌握要点物理天平的调节与使用。
5、实验内容： （1）长度的测量。
（2）物体质量的测量。
（3）物体体积的测量。
实验二 用单摆法测重力加速度 （2学时）1、目的要求用停表和米尺，测单摆的周期和摆长，并求出当地的重力加速度值。
2、方法原理g l T π2= ()()222)(⎪⎭⎫⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛=t t u l l u g g u3、主要实验仪器及材料单摆、停表、钢尺。
大学物理实验数据表
线式电位差计测电池电动势实验数据表格班级序号姓名教师签字日期温差电动势的测量实验数据表格班级序号姓名教师签字日期用惠斯通电桥测电阻实验数据表格班级序号姓名教师签字日期2、光电管光电特性初始间距d cm =；光源电流i mA =；极间电压U V =班级 序号 姓名 教师签字 日期U V =，电子比荷标准值11e m=1.75910 C kg ⨯班级 序号 姓名 教师签字 日期用非平衡电桥测电阻实验数据表格室温=t ℃，工作电压s U V =，=a b R R R '==Ω预调电桥平衡有=c x R R R ==Ω，即室温下铜块阻值0R =Ω卧式电桥测量各温度下铜块电阻值班级 序号 姓名 教师签字 日期螺线管磁场的描绘实验数据表格表1 128.00,0.800,14===--S M I mA I A X X X表2 1214.0,0.0,0.800===M X cm X cm I A表3 1214.0,0.0,8.00===S X cm X cm I mA班级 序号 姓名 教师签字 日期静电场模拟实验数据表格同轴电极产生的静电场平行板电极产生的静电场班级序号姓名教师签字日期惯性质量的测量实验数据表格表格1 惯性秤的定标数据表表格2 惯性秤上待测物体的振动周期表格3 待测物体的引力质量班级序号姓名教师签字日期重力加速度的测量实验数据表格表格1 复摆的测量数据 已知荆州地区重力加速度：29.781g m s =)cm ()T s 表格2 单摆的测量数据 已知荆州地区重力加速度：29.781g m s = 测量次数班级 序号 姓名 教师签字 日期液体比热容的测量实验数据表格温度计量100℃（分度值0.1℃），加热电流0.6A 。
加热时间1200s ，室温17.5℃，天平称量1_kg ，天平感量0.2g 。
班级 序号 姓名 教师签字 日期落球法测液体粘滞系数实验数据表格钢球密度 ρ＝7.86×310 k g ／3m 量筒内径 D ＝ cm蓖麻油初始温度 1T = o C 蓖麻油终了温度 2T = oC 蓖麻油温度平均值 T = oC 蓖麻油密度ρ＝ k g ／3m蓖麻油高度（自动计时）1h = cm 蓖麻油高度（手动计时）2h = cm班级 序号 姓名 教师签字 日期物体密度的测量实验数据表格天平最大称量： g ， 天平最小分度值： g ； 重力加速度：g= 9.781 m/s 2， 水的密度：ρ=31000.1⨯ kg/m 3。
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光电管特性的研究.(DOC)
光电管是一种转换光信号为电信号的电子学元件，也被称为光电二极管。
它的原理是
光电效应，即光引起半导体中的电子跃迁，使其产生电荷，并使得光电管形成电流输出。
光电管具有很好的线性性和高速性能，被广泛应用于光电通信、光谱分析、遥感技术、光
学测量等各个领域。
本文主要研究光电管的特性。
一、光电管的工作原理
光电管的结构一般由光敏元件、放大器和输出接口三部分组成。
其中，光敏元件是本
元件的核心部分，其内部由光电阴极和阳极组成。
光电阴极由光敏材料制成，通常是碱金
属或硅酸盐材料，它的工作原理是光电效应。
当光照射到光电阴极上时，光子会使得光电
阴极内部的电子跃迁，从而产生电荷，这些电荷便成为光电流的形式输出。
阳极则主要起
到收集光电阴极所产生的光电流的作用。
光电管的放大器一般采用光电管光电效应放大器，电子从光电阴极发射后，经过放大
器放大后形成光电流。
这个过程可以通过不同的放大器电路来实现。
二、光电管的特性
1. 光电流与光照强度关系
光电管的输出光电流与光照强度是成正比例关系的，这种关系反映了光电管对光的灵
敏度。
灵敏度高的光电管可以对低强度光源产生足够的响应。
光电流与反向电压之间存在一定的关系，即光电流随着反向电压增大而减小。
这是由
于在反向电压下，光电流就需要克服外部电势阻力才能达到阳极，所以光电流会逐渐降
低。
光电管的封装通常是半导体材料，而半导体材料与温度的关系密切。
随着温度的升高，光电流也会逐渐增大，但是增长速度很慢。
4. 噪声
噪声是光电管的一个重要特性，它是指输出信号中不希望出现的随机变化。
光电管的
噪声主要来自光电阴极本身，因为光敏材料内部的电子运动是随机的。
随着技术的不断进步，噪声大大降低，光电管的性能得到了极大提升。
三、应用
光电管是一种非常重要的光电元件，它的应用范围非常广泛。
目前主要应用于下列几
个领域：
1. 通讯技术
光电管在通讯技术中被广泛应用，例如光电调制器、光电探测器和光放大器等。
这些
光电元件对于视觉和声学信号的处理具有重要作用。
2. 光学测量
光电管能够转换弱光信号为电信号，这是光学测量的基础。
例如利用光电管来检测光
子计数，就可以得到非常高精度的光测量结果。
3. 光学成像
光电管在光学成像中有广泛的应用，例如摄像机和望远镜等。
利用光电管对光进行放
大和转换，可以获得非常清晰的成像效果。
总之，光电管是一种功能强大、应用广泛的电子元件，它在各个领域都有很好的表现。
未来随着技术的不断发展，光电管将会更加完善，并引领新的应用领域的发展。