光电子实验报告

光电效应

【实验目的】

（1）了解光电效应的规律，加深对光的量子性的认识。（2）测量普朗克常量h。【实

验仪器】

zky-gd-4光电效应实验仪，其组成为：微电流放大器，光电管工作电源，光电管，滤色

片，汞灯。如下图所示。

【实验原理】

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迁移构成光电流，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-有一电压u0,当电压。

(2)当成正比。

≧

≦

关系如图2所示。从图中可见，对一定的频率，

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

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 (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与频率的

关系如图4所示，

与成正比。当入射光频率低于某极

限值生。

（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

(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

，在开始照

射后立即有光电子产生，所经过的时间至多为秒的数量级。

按照爱因斯坦的光量子理论，光能并不像电磁波理论所想象的那样，分布在波阵面上，

而是集中在被称之为光子的微粒上，但这种微粒仍然保持着频率（或波长）的概念，频率为的光子具有能量e = h，h为普朗克常数。当光子照射到金属表面上时，一次被金属中

的电子全部吸收，而无需积累能量的时间。电子把这能量的一部分用来克服金属表面对

它的吸引力，余下的就变为电子离开金属表面后的动能，按照能量守恒原理，爱因斯坦提出

了著名的光电效应方程：

（1）

式中，a为金属的逸出功，为光电子获得的初始动能。

由该式可见，入射到金属表面的光频率越高，逸出的电子动能越大，所以即使阳极电位

比阴极电位低时也会有电子落入阳极形成光电流，直至阳极电位低于截止电压，光电流才为

零，此时有关系：

（2）

阳极电位高于截止电压后，随着阳极电位的升高，阳极对阴极发射的电子的收集作用越

强，光电流随之上升；当阳极电压高到一定程度，已把阴极发射的光

电子几乎全收集到阳极，再增加

时i不再变化，光电流出现饱和，饱和光电

流的大小与入射光的强度p成正比。

光子的能量

<a时，电子不能脱离金属，因而没有光电流产生。产生光电

=a/h。

效应的最低频率（截止频率）是

将(2)式代入(1)式可得：

（3）

此式表明截止电压

是频率的线性函数，直线斜率k = h/e，只要用实

验方法得出不同的频率对应的截止电压，求出直线斜率，就可算出普朗克常数h。

爱因斯坦的光量子理论成功地解释了光电效应规律。

【实验步骤】 1、测试前准备

1）将实验仪及汞灯电源接通（汞灯及光电管暗盒遮光盖盖上），预热20min。 2）调整光电管与汞灯距离为约40cm并保持不变。

3）用专用连接线将光电管暗箱电压输入端与实验仪电压输出端（后面板上）连接起来（红—红，蓝—蓝）。

4）将“电流量程”选择开关置于所选档位，进行测试前调零。调零时应将光电管暗盒电流输出端k与实验仪微电流输入端（后面板上）断开，且必须断开连线的实验仪一端。旋转“调零”旋钮使电流指示为000.0。

5）调节好后，用高频匹配电缆将电流输入连接起来，按“调零确认/系统清零”键，系统进入测试状态。

如果要动态显示采集曲线，需将实验仪的“信号输出”端口接至示波器的“y”输入端，“同步输出”端口接至示波器的“外触发”输入端。示波器“触发源”开关拨至“外”，“y 衰减”旋钮拨至约“1v/格”，“扫描时间”旋钮拨至约“20μs/格”。此时示波器将用轮流扫描的方式显示5个存储区中存储的曲线，横轴代表电压

2、测普朗克常数h：

测量截止电压时，“伏安特性测试/截止电压测试”状态键应为截止电压测试状态，“电流量程”开关应处于

1）手动测量

①使“手动/自动”模式键处于手动模式。

②将直径4mm的光阑及365.0nm的滤色片装在光电管暗盒光输入口上，打开汞灯遮光盖。 a档。

，纵轴代表电流i。

此时电压表显示的值，单位为伏；电流表显示与对应的电流值i，单位为所选择的的值，→、←键用于选择调节位，

“电流量程”。用电压调节键→、←、↑、↓可调节↑、↓键用于调节值的大小。

③从低到高调节电压（绝对值减小），观察电流值的变化，寻找电流为零时对应的以其绝对值作为该波长对应的

的值，并将数据记于表1中。为尽快找到

，

的值，调节时应

从高位到低位，先确定高位的值，再顺次往低位调节。

④依次换上365.0 nm，435.8 nm，546.1nm，404.7 nm的滤色片，重复以上测量步骤。 2）自动测量

①按“手动/自动”模式键切换到自动模式。

此时电流表左边的指示灯闪烁，表示系统处于自动测量扫描范围设置状态，用电压

调节键可设置扫描起始和终止电压。（注：显区左边设置起始电压，右边设置终止电压）

实验仪设有5个数据存储区，每个存储区可存储500组数据，由指示灯表示其状态。灯亮表

示该存储区已存有数据，灯不亮为空存储区，灯闪烁表示系统预选的或正在存储数据的存储

区。

②设置好扫描起始和终止电压后，按动相应的存储区按键，仪器将先清除存储区原有数

据，等待约30秒，然后按4mv的步长自动扫描，并显示、存储相应的电压、电流值。扫描完

成后，仪器自动进入数据查询状态，此时查询指示灯亮，显示区显示扫描起始电压和相应的

电流值。用电压调节键改变电压值，就可查阅到在测试过程中，扫描电压为当前显示值时相

应的电流值。读取电流为零时对应的数据记于表1中。

表1 u0 —关系光阑孔φ= mm ，以其绝对值作为该波长对应的u 的值，并将

按“查询”键，查询指示灯灭，系统回复到扫描范围设置状态，可进行下一次测量。将

仪器与示波器连接，可观察到

为负值时各谱线在选定的扫描范围内的伏安特性曲线。

3、测光电管的伏安特性曲线：此时，将“伏安特性测试/截止电压测试”状态键切换

至伏安特性测试状态。“电流量程”开关应拨至

a档，并重新调零。

将直径4mm的光阑及所选谱线的滤色片装在光电管暗盒光输入口上。测伏安特性曲线可

选用“手动/自动”两种模式之一，测量的最大范围为-1～50v。手动测量时每隔0.5v

记录一组数据，自动测量时步长为1v。记录所测

及i的数据。

①从低到高调节电压，记录电流从零到非零点所对应的电压值并作为第一组数据，以后

电压没变化一定值（可选为1v）记录一组数据到数据记录表中。

换上546nm的滤色片，重复上述实验步骤。②在

为50v时，将仪器设置为手动模式，测量记录同一谱线、同一入射距离、光

阑分别为2mm,4mm,8mm时对应的电流值于数据记录表中。③在

为50v时，将仪器设置为手动模式，测量并记录同一谱线、同一光阑、不同入

射距离时对应的电流值于数据记录表中。

【实验数据处理】（1）求普朗克常数

实验中测得的数据如下表所示：

光缆孔??4mm 与

关系数据记录表

由实验数据得到的截止电压u0与光频率的关系如下图所示：

截止电压与光频率的关系曲线篇二：光电检测实验报告

光电检测试验报告

专业：应用物理学

姓名：叶长军

学号：10801030125

指导教师：王颖

实验时间：2011.4 重庆理工大学光电信息学院

实验一光敏电阻特性实验

实验原理:

利用具有光电导效应的半导体材料制成的光敏传感器叫光敏电阻。光敏电阻采用梳

状结构是由于在间距很近的电阻之间有可能采用大的灵敏面积,提高灵敏度。

内光电效应发生时，光敏电阻电导率的改变量为： ????p?e??p??n?e??n ，e为

电荷电量，?p为空穴浓度的改变量，?n为电子浓度的改变量，?表示迁移率。当两端加

上电压u后，光电流为：iph?a????u d 式中a为与电流垂直的表面，d为电极间的间距。在一定的光照度下，??为恒定的值，

因而光电流和电压成线性关系。

光敏电阻的伏安特性如图1-2所示，不同的光照度可以得到不同的伏安特性，表明

电阻值随光照度发生变化。光照度不变的情况下，电压越高，光电流也越大，光敏电阻

的工作电压和电流都不能超过规定的最高额定值。

图1-2光敏电阻的伏安特性曲线图1-3 光敏电阻的光照特性曲线

实验仪器:

稳压电源、光敏电阻、负载电阻（选配单元）、电压表、各种光源、遮光罩、激光器、光

照度计（做光照特性测试，由用户自备或选配）

实验步骤:

1. 测试光敏电阻的暗电阻、亮电阻、光电阻

观察光敏电阻的结构,用遮光罩将光敏电阻完全掩盖,用万用表欧姆档测得的电阻值为

暗电阻r暗,移开遮光罩，在环境光照下测得的光敏电阻的阻值为亮电阻r亮，暗电阻

与亮电阻之差为光电阻，光电阻越大，则灵敏度越高。

在光电器件模板的试件插座上接入另一光敏电阻，试作性能比较分析。

2. 光敏电阻的暗电流、亮电流、光电流

按照图1-5接线，分别在暗光及有光源照射下测出输出

电压暗和u亮，电流l暗=u暗/r,亮电流l亮=u亮/r，亮电流

与暗电流之差称为光电流，光电流越大则灵敏度越高。

3. 光敏电阻的伏安特性测试

按照上图接线，电源可从直流稳压电源+2~+12v间选用，每次在一定的光照条件下，

测出当加在光敏电阻上电压为+2v；+4v；+6v；+8v；+10v；+12v时电阻r两端的电压

ur，和电流数据，同

光敏电阻的伏安特性曲线。

4. 光敏电阻的光照特性测试

按照图1-5接好实验线路，负载电阻r选定1k，光源用高亮度卤钨灯，（实验者可仔

细调节光源控制旋钮，得到不同的光源亮度），每确定一种亮度后改变测试电路工作电压

从0v-12v.

从电源电压ucc=2v开始到ucc=12v，每次在一定的外加电压下测出光敏电阻在相对

ur光照度从“弱光”到逐步增强的电流数据，即：iph?，同时求出此时光敏电阻

1.00k?

的阻值，即：rg?ucc?ur 。这里要求尽量多的测点（不少于15个）不同照度下的电iph 流数据，尤其要在弱光位置选择较多的数据点，以使所得到的数据点能够绘出较为完整

的光照特性曲线。

实验数据处理：

数据处理使用matlab软件绘图。

根据以上数据，处理后可得到光敏电阻的伏安特性曲线：

根据以上数据，处理后可得到光敏电阻的光照特性曲线：

实验结论与讨论：

对数据处理后的上图为光电阻伏安特性曲线和光照特性曲线。

本实验原理较为简单，操作简便。由于实验器件缺少照度计，因此利用万能表测量

照度电流。处理数据时，ur 是电阻r的电压，对于光敏电阻的电压

ug=u-ur，还有就是计算过程中要注意单位是否一致。由于光敏电阻特性随光照变化而变

化，在附加有源光照时，一定要对准光敏电阻，否则变化不明显。

实验二光敏电阻的应用-----暗光亮灯电路

实验原理:

图2-1所示即为“光敏灯控”实验单元内的实际电路,在放大电路中,当光照度下降时

晶体管t基极电压升高，t导通,集电极负载led流过

的电流增大,led发光,这是一个暗通电路.。

实验所需部件:

光敏电阻、光敏灯控电路(也可自行用实验选配单元接

线)、发光二极管、电压表

实验步骤:

1. 按照仪器面板所示，将光敏电阻对应接入“光敏灯

控”单元的“光敏入”，“发光管”端口与工作台上

实验模板上的发光管相接。调节“暗光控制”电位

器，，使在实验室光照环境下发光管不亮。

2. 然后改变光照条件，分别用白纸、带色的纸和遮光罩改变光敏电阻的光照，当光照变

暗到一定程度时发光管跳亮。这就是日常所用的暗光街灯控制电路的原理。图2-1 光敏灯控电路

3. 根据图2-1暗通电路原理,试设计一个亮通控制电路.

实验结论与讨论：

通过连接器件后led发光了，表明实验线路连接正确。

本实验我们对光敏电阻、三极管的原理和工作过程有一定的了解，同时将平时的理论

学习与实践相结合起来，在实验过程中动手能力也得到了锻炼。

实验三光敏二极管特性实验

实验原理:

光敏二极管与半导体二极管在结构上是类似的,其管芯是一个具有光敏特征的pn结，

具有单向导电性，因此工作时需加上反向电压。光敏二极管的伏安特性相当于向下平移

了的普通二极管，无光照时,有很小的饱和反向漏电流,即暗电流，此时光敏二极管截止。

当受到光照时,饱和反向漏电流大大增加，形成光电流,它

随入射光强度的变化而变化。光敏二极管结构见图3-1。

实验仪器:

光敏二极管、稳压电源、负载电阻( 实验选配单元中可变篇三：光电实验报告

集美大学实验报告纸

班级机电0812 学号 2008716040 姓名姜波成绩

集美大学实验报告纸

班级机电0812 学号 2008716040 姓名姜波成绩

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班级机电0812 学号 2008716040 姓名姜波成绩

篇四：东南大学光电子物理实验报告1 东南大学

实验报告

课程名称：光电子物理基础

实验名称：激光增益测量、he-ne激光纵横模及线宽测量院（系）：电子科

学与工程学院专业：电子科学与技术姓名：学

号：实验室：实验时间：

评定成绩：审阅教师：

实验一：激光增益的测量

一、实验目的

1．掌握用腔内损耗法测量激光参数的原理和方法。

2．根据自动测试系统测得的曲线，取适当的数据，编写程序，利用计算机进行计算。

3．通过对激光器增仪等参数的测量，对激光器的工作过程有进一步的了解。

二、实验原理

在激光器中，小信号增益系数g0、饱和光强is、腔内损耗?和最佳输出率topt等是决定

激光器工作特性的重要参数，它们均可由实验测得，而这些参数的测量均与增益系数的测量

有关。由增益系数的定义：g?ln1

li2 （1） i1 我们可以方便的利用一个激光器和一个与激光器充同样工作物质的放大管直接测出i1、

i2。由放大管的长度计算出增益系数。但对于本实验所要测量的he-ne激光管的增益系数，

由于探测过程中，荧光光强的贡献不能忽略，造成很大的误差。所以本试验采用的是腔内损

耗法测量he-ne激光器的增益。因而可以消除这一误差因素，其测量装置的原理图如图1所

示

图1

在两个全反射镜组成的外腔式he-ne激光器内，置一透明的平行平板作为反射器，该反

射器与腔轴相交成某一角度，在满足振荡条件的情况下，反射器两边有一定功率的激光输出。

反射器单个表面对0.6328μm的光的反射率r是入射角?的函数，由菲涅尔公式得

tg2[??sin?1(sin?/n)] （2）

r(?)?2?1tg[??sin(sin?/n)] 其中n为平行材料对激光波长的折射率。（本实验中所用平板玻璃对λ=0.6328μm光的

折射率为1.515）。

理论推导证明：在不考虑反射器本身的吸收和散射时，反射器的输出率（即来回一次在

反射器表面反射的光强于入射光强之比）表示为：

1?r(?)2t(?)?1?[] （3） 1?r(?) 若将反射器绕与激光束相垂直，同时也与放电管布氏窗的发现相垂直的轴线旋转，入射

角?将连续地变化，因此，该反射器将起一个反射率可变的平面耦合输出镜的作用。定义?

为激光腔除输出率以外的光学损耗（往返一次），成为内损耗，l为激活介质的长度，g0为小

信号增益系数，pout为耦合输出功率，p0s为饱和功率，由于本实验管较长，使纵模间隔小

于碰撞增宽的宽度，因而其增益饱和遵循均匀综型激光器规律，故：

pout?pst(2g0l?1) (4) ??t 由此式可知，激光器有一最佳输出率topt，这时相应的有最大输出功率，由?p/?t?0，

得topt?[?(2g0l)]1/2?? (5) 旋转

反射器，增加输出率t,从而增加谐振腔的总损耗（?+t）,使激光刚好熄灭，这时满足：

tg?ps(2g0l?1)?0 ??tg

tg为阈值输出率，从而得到：2g0l???tg (6) 解(5)和

(6)组成的方程组得：2g0l?(tg?topt)2 tg?2topt （7）

所以要测得最佳输出率topt，再测得阈值输出率tg,由式可得到激光器的增益，再由（6）

式可计算得腔内损耗?。

由式（4）得：t2?(2g0l???

得两根t1,t2。则：t1?t2?2gol???pp??)t??0 (8) pspsp (9) ps

t1?t2?p?? (10) ps 由(9),(10)得：t1?t2??(t1?t2)??(2g0l??)?0 (11) 由(10),（11）两

个线性方程可以作出直线，（如图2）

图2

由t1?t2对t1?t2所作直线的斜率可以确定腔内损耗?，再由p对t1?t2所作直线的斜

2率可以确定饱和功率ps，则由is?1.26ps/??o 可以求得饱和光强。（式中?o为腰粗）。

另外由式（9）可以计算出小信号增益系数go。

根据这一原理，在实验时对于每一个输出功率p,可在最佳透过率两侧找到所对应输出功

率的两个输出率t1和t2，从而有作图计算可得到参量?， is和g0。

图3为平行平板转动过程中，计算机采集记录的输出曲线。p为反射器两边反射功率之

和，?为入射角，?b为布儒斯特角，其值为56.2°，?opt为最佳输出率对应的入射角，?g

为阈值输出率对应的入射角。

图3

三、实验步骤

1. 开启激光器电源开关，缓慢旋转可调变压器直至点燃激光管，约190~210伏左右。

激光器工作电流调节在13-14 ma（不可过大）。预热30分钟左右。

2. 轻轻掀起激光器观察窗口盖至近90度位置。观察激光器是否已经输出激光，如果在

分束片上未见到细约1 mm的红色激光输出，请老师调整（学生不许擅自调整）。确认有

激光输出方可进入测试环节。

3. 在计算机显示器桌面上，找到“he-ne激光增益实验”文件夹”，找到“hene.exe”

点击，进入“激光增益测量实验”系统。

4. 点击“初始化”按钮，步进电机开始带动平行平板玻璃片转动、扫描；该过程可以

从观察窗口中观察到。

5. 确认步进电机停止转动后，点击“增益曲线”按钮，可以从坐标图中观察到有波峰

的曲线图。同时步进电机带动平行平板玻璃片转回最佳输出位置。

6. 点击“数据存储”按钮，可以把实验数据存储到自带的软盘或u盘。激光功率的单

位是毫瓦。该数据可以用origin、matlab、excell等程序处理画出曲线。

7. 存储完毕后，点击“退出”按钮，退出实验程序。通过观察窗可以看到，激光器仍

然有红色激光输出。

8. 将激光器电源的可调电压旋转到零位置，然后关闭电源开关。

四、实验结果

1. 使用matlab作图：

实验得到的.dat文件用matlab打开

clc;

clear;

data=load(d2.dat); plot(data(:,1),data(:,2));

由测量数据使用matlab作出反射器两边反射功率之和p与入射角?之间的关系曲线如下：

?opt

?b

?g 由上图直接读出相关参数：

?g= 50.6°

?opt=53.5°

?b=55.7°

2. 编写matlab代码求解小信号增益系数和腔内损耗等参数：

函数：

function g=func(fi)

fi=fi*pi/180;

x1=tan(fi(1)-asin(sin(fi(1))/1.515)); x2=tan(fi(1)+asin(sin(fi(1))/1.515)); y1=tan(fi(2)-asin(sin(fi(2))/1.515)); y2=tan(fi(2)+asin(sin(fi(2))/1.515)); rg=x1*x1/(x2*x2);篇五：光电效应实验报告光电效应实验报告

姓名：付剑飞；学号：12020012010；班级：12光科

摘要 1887年，赫兹在研究电磁辐射时意外发现，光照射金属表面时，在一定条件下，

有电子从金属的表面溢出，这种现象被称作光电效应，多溢出的电子称为光电子。由此光电

子的定向运动形成的电流称为光电流。1905年爱因斯坦用光量子理论圆满解释了光电效应得

出爱因斯坦光电效应方程并由此获得诺贝尔奖，可见光电效应的重要性。本次实验便是这这

样的理论基础上开展的测量有关光电管的u-i曲线和截止频率等的工作。

关键词光电子；截止频率；光电流；普朗克常数；截止电压；爱因斯坦方程

引言光电效应和光量子理论在物理学的发展史上具有划时代的意义，量子论是近代

物理的理论基础之一。而光电效应则可以给量子论以直观鲜明的物理图像。本实验利用“减

速电势法”测量光电子的动能，从而验证爱因斯坦方程，并测得普朗克常数。通过实验有助

于理解量子理论。

【实验目的】

1、通过实验了解光的量子性；

2、测量光电管的弱电流特性，找出不同光频率下的截止电压；

3、验证爱因斯坦方程，并由此求出普朗克常数。

【仪器用具】

zky-gd-3普朗克常数测试仪。

本仪器主要由光源，滤色片（5片）和光阑（3片，直径分别是2mm,4mm,8mm），光电管，

微电流测量仪四部分组成。

【实验原理】

一、光电效应与爱因斯坦方程

用合适频率的光照射在某些金属表面上时，会有电子从金属表面逸出，这种现象叫做光

电效应，从金属表面逸出的电子叫光电子。为了解释光电效应现象，爱因斯坦提出了“光量

子”的概念，认为对于频率为

的光波，每个光子的能量

为

式中，为普朗克常数，它的公认值是 =6.626 。

按照爱因斯坦的理论，光电效应的实质是当光子和电子相碰撞时，光子把全

1

部能量传递给电子，电子所获得的能量，一部分用来克服金属表面对它的约束，其余的

能量则成为该光电子逸出金属表面后的动能。爱因斯坦提出了著名的光电方程：

（1）

式中，?为入射光的频率，m为电子的质量，v为光电子逸出金属表面的初

12mv2为被光线照射的金属材料的逸出功，为从金属逸出的光电子的最速度，大初动能。

由（1）式可见，入射到金属表面的光频率越高，逸出的电子动能必然也越大，所以即使

阴极不加电压也会有光电子落入阳极而形成光电流，甚至阳极电位比阴极电位低时也会有光

电子落到阳极，直至阳极电位低于某一数值时，所有光电子都不能到达阳极，光电流才为零。

这个相对于阴极为负值的阳极电位u0被称为光电效应的截止电压。

显然，有

（2）

代入（1）式，即有

（3）

由上式可知，若光电子能量h??w，则不能产生光电子。产生光电效应的最低频率是?0?w h，通常称为光电效应的截止频率。不同材料有不同的逸出功，

因而?0也不同。由于光的强弱决定于光量子的数量，所以光电流与入射光的强度成正比。

又因为一个电子只能吸收一个光子的能量，所以光电子获得的能量与光强无关，只与光子?

的频率成正比，，将（3）式改写为

（4）

上式表明，截止电压u0是入射光频率?的线性函数，如图2，当入射光的频率???0时，

截止电压u0?0，没有光电子逸出。图中的直线的斜率

个正的常数：

2

k?he是一

（5）

由此可见，只要用实验方法作出不同频率下的u0??曲线，并求出此曲线的斜率，就可以

通过式（5）求出普朗克常数h。其中

量。

是电子的电

u0-v 直线

二、光电效应的伏安特性曲线

下图是利用光电管进行光电效应实验的原理图。频率为、强度为

的光线照射到光电管阴极上，即有光电子从阴极逸出。如在阴极k和阳极a之间加正向

电压uak，它使k、a之间建立起的电场对从光电管阴极逸出的光电子起加速作用，随着电压

uak的增加，到达阳极的光电子将逐渐增多。当正向电压

增加

到um时，光电流达到最大，不再增加，此时即称为饱和状态，对应的光电流即称为饱和

光电流。

3

光电效应原理图

由于光电子从阴极表面逸出时具有一定的初速度，所以当两极间电位差为零时，仍有光

电流i存在，若在两极间施加一反向电压，光电流随之减少；当反向电压达到截止电压时，

光电流为零。

爱因斯坦方程是在同种金属做阴极和阳极，且阳极很小的理想状态下导出的。实际上做

阴极的金属逸出功比作阳极的金属逸出功小，所以实验中存在着如下问题：

（1）暗电流和本底电流存在，可利用此，测出截止电压（补偿法）。

（2）阳极电流。制作光电管阴极时，阳极上也会被溅射有阴极材料，所以光入射到阳极

上或由阴极反射到阳极上，阳极上也有光电子发射，就形成阳极电流。由于它们的存在，使

得i～u曲线较理论曲线下移，如下图所示。

伏安特性曲线

【实验步骤】

一、调整仪器

4

(1)连接仪器；接好电源，打开电源开关，充分预热（不少于20分钟）。

(2)在测量电路连接完毕后，没有给测量信号时，旋转“调零”旋钮调零。每换一次量程，

必须重新调零。

(3)取下暗盒光窗口遮光罩，换上365.0nm滤光片，取下汞灯出光窗口的遮光罩，装好遮

光筒，调节好暗盒与汞灯距离。

注意：汞灯一旦开启不要随意关闭。点亮的汞灯如熄灭需经3-5min冷却后才能再次开启。

二、测量内容

（1）测量光电管的暗电流和本底电流

用遮光罩盖住光电管暗盒的光窗，将电压选择按键开关置于–2～＋2v档，将“电流量

程”选择开关置于

a档。调零。从-2v到+2v之间每变化0.2v 测量一组数据，记录电压及对应电流值。该电流为光电管的暗电流和本底电流。作出暗

电流的i-u特性曲线并给出结论。

（2）手动测量不同波长下的光电管的i-u特性

a,取下暗黑遮光罩，分别换上365.0nm、435.8nm的滤波片和2mm的光阑，微电流测试仪

调零，先粗略的增大电压看整体情况，选择合适的电流放大倍率。电压调节选择-2--+30v档，

从低到高调节电压记录对应的电流值，做出i-u特性曲线并求出截止电压。

b,用零电流发分别测出波长为365.0nm、404.7nm、435.8nm、546.1nm、557.0nm的截止

电压，这时电压档选-2-+2v合适。注意：每测完一个波长数据都需要再次调零。

（3）验证光电流与光强的关系

a,在同一波长同一距离的情况下，分别测光阑直径为2mm、4mm、8mm时的i-u值。验证

电流与光强的关系。由于时间关系，我们这只测了在线性区的5组数据。

b,在同一波长同一光阑的情况下，分别测距离为300mm、400mm时的i-u值。验证电流与

光强的关系。由于时间关系，我们这只测了在线性区的5组数据。