光电管特性的研究ppt课件

光电管特性的研究 大学物理实验 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 难点 最小二乘法处理数据 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 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 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 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 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 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 阴极与发光强度为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 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 光电效应实验仪 暗匣 小灯泡 光电管 标尺 光电效应实验仪 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 阴极 光源发光点 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 2 测光电管的伏安特性 3 测临界截止电压 截止电压 光电流 注意这里 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 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 每次改变0 5cm或1 0cm 及对应的饱和光电流值 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 光电管伏安特性曲线 四 实验内容 5 数据处理 最小二乘法 设有直线方程 根据所测数据用最小二乘法求出该直线的斜率b 截距a以及相关系数 由拟合的方程在坐标纸上绘制光电管的曲线 并作曲线分析 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 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 如 光控继电器 自动控制 自动计数 自动报警等 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的转换 光电倍增管 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