光电管特性的研究
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
2、测光电管的伏安特性 (3) 测临界截止电压。
截止电 压
注意这 里！
光电流
四、实验内容
2、测光电管的伏安特性
(4)研究光电管在不同光强照射下的伏安特性，
采用两种方法:改变光源电流和改变光源到光电管阴
极的距离。
改变光源电流 降低10mA
四、实验内容
2、测光电管的伏安特性
(4)研究光电管在不同光强照射下的伏安特性， 采用两种方法:改变光源电流和改变光源到光电管阴 极的距离。
大学物理实验
光电管特性的研究
一、实验目的
1、了解光电效应实验的基本规律和光的量子性。 2、测定光电管的伏安特性，研究光电流强度与 加在光电管两极间电压的关系。 3、测定光电管的光电特性，研究光电流强度与 照在光电管阴极上光通量的关系。
重点：通过光电管的伏安特性和光电特性，掌握 光电效应的实验原理
难点：最小二乘法处理数据
光电倍增管
改变距 离,r2=7cm
四、实验内容
3、测光电管的光电特性 (1)根据光电管伏安特性的实验结果，在产生饱和
光电流的电压区域中取一电压值（注意不要取拐点，取 饱和区域中间点），加在光电管的两极上并保持不变。
饱和电 压
光源电流
光电流
四、实验内容
3、测光电管的光电特性 (2)将光源放在离光电管较近的位置，通过拖动
光
的转换。
如：光控继电器、 自动控制、自动计 数、自动报警等.
光控继电器示意图
放大器 接控件机构
2、光电倍增管
光电倍增管可使光电阴极
发出的光电子增至 104 ~ 108
倍，在探测弱光方面得到广 泛的应用。
3、光电成像器件
光电导摄像管等，可以将 辐射图像转换成或增强为可 观察、记录、传输、存储和 进行处理的图像，广泛地应 用于天文学、空间科学、电 视等领域。
(xi x)2 ( yi y)2
IH
b(
1 r2
)
a
?
五、实验注意事项
1、实验仪器在打开后要预热10分钟。 2、光源电流不得超过400mA，光源电流过大，容易烧
坏灯泡。 3、在研究光电特性中，选取饱和光电流的电压值最
好不要选取拐点，因为拐点不稳定，一般选取饱和 区域中间值，以确保能够获得饱和光电流。 4、开启关闭实验仪器时，将电压旋钮和光源电流都 应顺时针调至最小，以免启动仪器时，电流过大烧 坏灯泡！
二、实验原理
按照光子理论，光电
效应是光子与电子碰撞，
光子把全部能量（h）传
给电子，电子获得的能量， 一部分用来克服金属表面 对它的束缚，另一部分成 为该电子（光电子）逸出 金属表面后的动能。根据 能量守恒有
h
1 2
mvm2 ax
W
二、实验原理
（一）光电流与加速电压的关系
保持光源与光电管的
距离一定，如果阳极为高 电势，则电子将加速飞向 阳极，光电流随两极间的 加速电压改变而改变。
暗箱滑板，使光电管阴极逐渐远离光电管，记下暗箱
滑板读数 ri （每次改变0.5cm或1.0cm）及对应的饱和
光电流值 IH。至少测读组数据。
改变距离
四、实验内容
4、描点画图
用所测数 据描点画出伏 安特性曲线和 光电特性曲线 （光电特性曲 线需用最小二 乘法拟合）。
I (μA)
标实验点
20.00
+
18.00
eU a
1 2
mvm2 ax
h eUa W
二、实验原理
（二）光电流与阴极表面光通量的关系
设光电管的阴极面积 为 S ，阴极与发光强度为
r 的点光源间的距离为，
由光度学理论可知，点光 源到达的光通量为
S i r2 验证了光电流与入射 光光通量的线性关系。
三、实验仪器
暗匣（内装光电管及小灯泡及米尺）；光电效应 实验仪（包括稳压电源、可调稳压电源、位数子 电压表和电流表）。
光源发光点
阴极
四、实验内容
2、测光电管的伏安特性 (2) 研究光电管正向伏安特性。
r1=5.00cm
四、实验内容
2、测光电管的伏安特性
(2) 研究光电管正向伏安特性。
光电管 电压
光源电 流
光电流
四、实验内容
2、测光电管的伏安特性
(2) 研究光电管正向伏安特性。
光电管 电压
光源电 流
光电流
四、实验内容
i1 310mA r1 5.00cm
16.00
B(18.00,16.00)
14.00
12.00
10.00
8.00
6.00
4.00 A(0.00,4.00)
2.00
0
U (V)
2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.0014.00 16.00 18.00 20.00
光电管伏安特性曲线
六、思考题
1、用所学过的知识解释本次实验所测得的曲线。 2、研究光电管的光电特性时，如果加在光电管两极 的电压不是产生饱和光电流的电压值，对实验结果有 无影响？ 3、分析实验误差产生的原因，实验中如何减少误差？ 你有何建议？
七、光电效应在近代技术中的应用
1、光电管
利用饱和电流与照
射光强的线性关系，实 现光信号和电信号之间
暗匣
光电效应实 验仪
光电管
小灯泡
标尺
光电效应实验仪
Hale Waihona Puke Baidu
四、实验内容
1、正确连接线路 按下图接好线路，使光电管阳极为高电势，
检查正负极插线无误后，打开光电效应仪的电源 开关，并预热10分钟。
注意旋至最小！
四、实验内容
2、测光电管的伏安特性 (1) 测量前先测出小灯泡与光电管阴极间的初始
间距r0，并记录。
四、实验内容
5、数据处理
最小二乘法
设有直线方程
IH
b( 1 ) a，根据所测数据用最小二乘法求
r2
出该直线的斜率b、截距a以及相关系数γ，由拟合的方程
在坐标纸上绘制光电管的 IH 1/ r2曲线，并作曲线分析。
b (xi x)( yi x) (xi x)2
a ybx
(xi x)( yi x)
截止电 压
注意这 里！
光电流
四、实验内容
2、测光电管的伏安特性
(4)研究光电管在不同光强照射下的伏安特性，
采用两种方法:改变光源电流和改变光源到光电管阴
极的距离。
改变光源电流 降低10mA
四、实验内容
2、测光电管的伏安特性
(4)研究光电管在不同光强照射下的伏安特性， 采用两种方法:改变光源电流和改变光源到光电管阴 极的距离。
大学物理实验
光电管特性的研究
一、实验目的
1、了解光电效应实验的基本规律和光的量子性。 2、测定光电管的伏安特性，研究光电流强度与 加在光电管两极间电压的关系。 3、测定光电管的光电特性，研究光电流强度与 照在光电管阴极上光通量的关系。
重点：通过光电管的伏安特性和光电特性，掌握 光电效应的实验原理
难点：最小二乘法处理数据
光电倍增管
改变距 离,r2=7cm
四、实验内容
3、测光电管的光电特性 (1)根据光电管伏安特性的实验结果，在产生饱和
光电流的电压区域中取一电压值（注意不要取拐点，取 饱和区域中间点），加在光电管的两极上并保持不变。
饱和电 压
光源电流
光电流
四、实验内容
3、测光电管的光电特性 (2)将光源放在离光电管较近的位置，通过拖动
光
的转换。
如：光控继电器、 自动控制、自动计 数、自动报警等.
光控继电器示意图
放大器 接控件机构
2、光电倍增管
光电倍增管可使光电阴极
发出的光电子增至 104 ~ 108
倍，在探测弱光方面得到广 泛的应用。
3、光电成像器件
光电导摄像管等，可以将 辐射图像转换成或增强为可 观察、记录、传输、存储和 进行处理的图像，广泛地应 用于天文学、空间科学、电 视等领域。
(xi x)2 ( yi y)2
IH
b(
1 r2
)
a
?
五、实验注意事项
1、实验仪器在打开后要预热10分钟。 2、光源电流不得超过400mA，光源电流过大，容易烧
坏灯泡。 3、在研究光电特性中，选取饱和光电流的电压值最
好不要选取拐点，因为拐点不稳定，一般选取饱和 区域中间值，以确保能够获得饱和光电流。 4、开启关闭实验仪器时，将电压旋钮和光源电流都 应顺时针调至最小，以免启动仪器时，电流过大烧 坏灯泡！
二、实验原理
按照光子理论，光电
效应是光子与电子碰撞，
光子把全部能量（h）传
给电子，电子获得的能量， 一部分用来克服金属表面 对它的束缚，另一部分成 为该电子（光电子）逸出 金属表面后的动能。根据 能量守恒有
h
1 2
mvm2 ax
W
二、实验原理
（一）光电流与加速电压的关系
保持光源与光电管的
距离一定，如果阳极为高 电势，则电子将加速飞向 阳极，光电流随两极间的 加速电压改变而改变。
暗箱滑板，使光电管阴极逐渐远离光电管，记下暗箱
滑板读数 ri （每次改变0.5cm或1.0cm）及对应的饱和
光电流值 IH。至少测读组数据。
改变距离
四、实验内容
4、描点画图
用所测数 据描点画出伏 安特性曲线和 光电特性曲线 （光电特性曲 线需用最小二 乘法拟合）。
I (μA)
标实验点
20.00
+
18.00
eU a
1 2
mvm2 ax
h eUa W
二、实验原理
（二）光电流与阴极表面光通量的关系
设光电管的阴极面积 为 S ，阴极与发光强度为
r 的点光源间的距离为，
由光度学理论可知，点光 源到达的光通量为
S i r2 验证了光电流与入射 光光通量的线性关系。
三、实验仪器
暗匣（内装光电管及小灯泡及米尺）；光电效应 实验仪（包括稳压电源、可调稳压电源、位数子 电压表和电流表）。
光源发光点
阴极
四、实验内容
2、测光电管的伏安特性 (2) 研究光电管正向伏安特性。
r1=5.00cm
四、实验内容
2、测光电管的伏安特性
(2) 研究光电管正向伏安特性。
光电管 电压
光源电 流
光电流
四、实验内容
2、测光电管的伏安特性
(2) 研究光电管正向伏安特性。
光电管 电压
光源电 流
光电流
四、实验内容
i1 310mA r1 5.00cm
16.00
B(18.00,16.00)
14.00
12.00
10.00
8.00
6.00
4.00 A(0.00,4.00)
2.00
0
U (V)
2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.0014.00 16.00 18.00 20.00
光电管伏安特性曲线
六、思考题
1、用所学过的知识解释本次实验所测得的曲线。 2、研究光电管的光电特性时，如果加在光电管两极 的电压不是产生饱和光电流的电压值，对实验结果有 无影响？ 3、分析实验误差产生的原因，实验中如何减少误差？ 你有何建议？
七、光电效应在近代技术中的应用
1、光电管
利用饱和电流与照
射光强的线性关系，实 现光信号和电信号之间
暗匣
光电效应实 验仪
光电管
小灯泡
标尺
光电效应实验仪
Hale Waihona Puke Baidu
四、实验内容
1、正确连接线路 按下图接好线路，使光电管阳极为高电势，
检查正负极插线无误后，打开光电效应仪的电源 开关，并预热10分钟。
注意旋至最小！
四、实验内容
2、测光电管的伏安特性 (1) 测量前先测出小灯泡与光电管阴极间的初始
间距r0，并记录。
四、实验内容
5、数据处理
最小二乘法
设有直线方程
IH
b( 1 ) a，根据所测数据用最小二乘法求
r2
出该直线的斜率b、截距a以及相关系数γ，由拟合的方程
在坐标纸上绘制光电管的 IH 1/ r2曲线，并作曲线分析。
b (xi x)( yi x) (xi x)2
a ybx
(xi x)( yi x)