光电信息实验1

光电效应的实验研究光电效应是指当光照射到金属表面时，光子能量被传递给金属中的自由电子，使其脱离原子束缚而产生电流现象。

该效应的发现对量子物理学的发展产生了重要影响，也为理解光与物质相互作用的机制提供了重要线索。

本文将介绍一些与光电效应相关的实验研究。

实验一：光电效应的观察光电效应最早由德国物理学家赫兹在1887年进行的实验中观察到。

为了重现这一实验，我们可以使用一个真空玻璃管，其中包含一个金属阴极和一个阳极。

首先，我们需要将阴极静电化，这样当光线照射到它上面时，电子可以被放出。

然后，我们使用一个光源，照射不同波长或强度的光束到金属阴极上。

观察到的现象是，当光束的波长或强度足够大时，金属阴极上会出现电子的流动，产生电流。

这一实验验证了光电效应的存在，并得出了一些重要实验结果，如光电效应的阈值和最大动能的波长关系。

实验二：光电效应的速度测量除了观察光电效应的存在，我们还可以利用实验来测量光电子的速度。

为了实现这一目标，我们可以使用一束具有不同能量的光线照射到金属阴极上，并在阳极处接收电子。

通过测量阳极处电子的电荷和弹道，可以计算出光电子的速度。

这一实验的结果发现，光电子的速度与光的频率成正比，而与光的强度无关。

这发现印证了爱因斯坦在光电效应方面提出的光子理论，即光具有粒子性质。

实验三：光电效应的量子性质光电效应的实验研究不仅验证了光的粒子性质，还揭示了光子的量子性质。

量子理论认为，光的能量以离散的单位进行传递，称为光子。

而光电效应的实验结果表明，光子的能量与光的波长之间存在着简单的线性关系。

通过对不同波长光的实验，可以得到由能量和波长组成的光的频率-波长公式。

这一公式的发现进一步验证了量子理论的正确性，并为科学家们研究其他领域的量子现象打下了基础。

结论光电效应的实验研究揭示了光和物质之间相互作用的本质，证明了光的粒子性质和量子性质。

这些实验为量子物理学的发展提供了支持，并开启了研究量子现象的新篇章。

光电成像原理与应用实验指导书实验一线阵 CCD原理及驱动实验一、实验目的1、掌握本实验仪的基本操作和功能。

2、掌握用双踪影示波器观察二相线阵CCD 驱动脉冲的频次、幅度、周期和各路驱动脉冲之间的相位关系等的丈量方法。

3、经过对典型线阵CCD 驱动脉冲的时序和相位关系观察，掌握二相线阵CCD 的基本工作原理，特别是复位脉冲CCD 输出电路中的作用；转移脉冲与驱动脉冲间的相位关系，掌握电荷转移的过程。

二、实验前准备内容1、学习线阵CCD的基本工作原理（参照《图像传感器应用技术》教材），阅读双踪迹示波器的使用说明书。

2、学习TCD2252D线阵CCD基本工作原理与驱动波形图（参照附录）。

3、掌握双踪影示波器的基本操作方法，特别是它的同步、幅度、频次、时间与相位的丈量方法。

4、依据线阵相位关系，理解线阵CCD 的基本工作原理，观察转移脉冲CCD 的并行转移过程。

观察F1与SH 与 F1（ CR1）、 F2（ CR2 ）的F2 及 F1 与 CP、 SP、RS 间的相位关系，理解线阵CCD的串行传输过程和复位脉冲RS 的作用。

5、丈量CCD在不一样驱动频次的状况下的F1与F2、 F1、 RS 的周期与频次值，以及它的行周期（FC ）值。

三、实验所需仪器设施1、双踪影同步示波器（带宽50MHz 以上）一台。

2、彩色线阵CCD多功能实验仪YHLCCD －IV 一台。

四、实验内容及步骤1．实验预备（1）第一将示波器地线与实验仪上的地线连结优秀，并确认示波器和实验仪的电源插头均已插入沟通 220V 的电源插座上；（2）拿出双踪影同步示波器，将电源线插入沟通 220V 的电源插座上，测试笔（或称探头）分别接入测试输入端口；翻开示波器的电源开关，选择自动测试方式，调整显示屏上出现的扫描线处于便于察看的地点；（3）将示波器的两个测试笔分别接到示波器的标准输出信号输入端子长进行校准；（4）翻开YHLCCD－IV的电源开关，察看仪器面板显示窗口，数字闪耀表示仪器初始化，闪耀结束后显示为“000”字样，前两位数表示积分时间品位值，末位数表示 CCD 的驱动频次档位值。

光电传感器实验报告（文档4篇）以下是网友分享的关于光电传感器实验报告的资料4篇，希望对您有所帮助，就爱阅读感谢您的支持。

光电传感器实验报告第一篇实验报告2――光电传感器测距功能测试1．实验目的：了解光电传感器测距的特性曲线；掌握LEGO基本模型的搭建；熟练掌握ROBOLAB软件；2．实验要求：能够用LEGO积木搭建小车模式，并在车头安置光电传感器。

能在光电传感器紧贴红板，以垂直红板的方向作匀速直线倒车运动过程中进行光强值采集，绘制出时间－光强曲线，然后推导出位移－光强曲线及方程。

3．程序设计：编写程序流程图并写出程序，如下所示：ROBOLAB程序设计：4．实验步骤：1) 搭建小车模型，参考附录步骤或自行设计（创新可加分）。

2) 用ROBOLAB编写上述程序。

3) 将小车与电脑用USB数据线连接，并打开NXT的电源。

点击ROBOLAB 的RUN按钮，传送程序。

4) 取一红颜色的纸板（或其他红板）竖直摆放，并在桌面平面与纸板垂直方向放置直尺，用于记录小车行走的位移。

5) 将小车的光电传感器紧贴红板放置，用电脑或NXT的红色按钮启动小车，进行光强信号的采样。

从直尺上读取小车的位移。

6) 待小车发出音乐后，点击ROBOLAB的数据采集按钮，进行数据采集，将数据放入红色容器。

共进行四次数据采集。

7) 点击ROBOLAB的计算按钮，分别对四次采集的数据进行同时显示、平均线及拟和线处理。

8) 利用数据处理结果及图表，得出时间同光强的对应关系。

再利用小车位移同时间的关系（近似为匀速直线运动），推导出小车位移同光强的关系表达式。

5．调试与分析a) 采样次数设为24，采样间隔为0.05s，共运行1.2s。

采得数据如下所示。

b) 在ROBOLAB的数据计算工具中得到平均后的光电传感器特性曲线，如图所示：c) 对上述平均值曲线进行线性拟合，得到的光强与时间的线性拟合函数：d) 取四次实验小车位移的平均值，根据时间与光强的拟合函数求取距离与光强的拟合函数：由上图可得光强与时间的关系为：y=-25.261858×t+56.524457 ; 量取位移为4.5cm，用时1.2s，得：x=3.75×t ;光强与位移的关系为：y= -6.73649547×x+56.524457 ;e) 通过观测上图及导出的光强位移函数可知，光电传感器在短距离里内对位移信号有着良好的线性关系，可以利用光强值进行位移控制。

福建师范大学物理与光电信息科技学院光电检测技术实验－实验一1 实验一光电探测原理实验一、内容简介光电探测原理实验箱，是本公司为适合光电子、信息工程、物理等专业教学内容的需要，最新推出的光电类教学实验装置。

本实验箱从了解和熟悉光电二极管和光电池的角度出发，讨论关于光电二极管和光电池的主要技术问题，主要知识点包括：光照度及其测量基本知识；光电池的结构、工作原理和光照特性及其应用；光电二极管的结构、工作原理和光照特性及其应用等。

本实验系统注重理论与实践的紧密结合，突出实用性，可作为光测控技术、光电子技术、光电子仪器仪表及精密仪器等专业本科生和研究生课堂实验与研究。

二、实验箱说明实验箱配备有0～12V 可调的直流电压源，可为光电二极管提供可以调节的偏置电压。

本实验箱还配有照度计、电压表和电流表，各表头显示单元和各种调节单元都放在面板上，而光源、照度计探头、硅光电池和硅光电二极管等不需要经常移动的器件都在实验箱里面固定，所有引出线都通过连线连接到面板上，学生做实验时只需要简单连线即可，连线、调节、观察和记录都很方便。

实验箱还配备10K 粗调电位器RP1和47K 多圈精密细调电位器RP2，可供学生配合其它元件自己动手搭建实验之用，提高学生动手动脑能力。

面板操作示意图：实验（一）光照度测试一、实验目的1、了解光照度基本知识；2、了解光照度测量基本原理；3、学会光照度的测量方法。

二、实验内容对光照度进行测量，观察现象。

三、预备知识1、光照度基本知识光照度是光度计量的主要参数之一，而光度计量是光学计量最基本的部分。

光度量是限于人眼能够见到的一部分辐射量，是通过人眼的视觉效果去衡量的，人眼的视觉效果对各种波长是不同的，通常用V（λ）表示，定义为人眼视觉函数或光谱光视效率。

因此，光照度不是一个纯粹的物理量，而是一个与人眼视觉有关的生理、心理物理量。

光照度是单位面积上接收的光通量，因而可以导出：由一个发光强度I的点光源，在相距L 处的平面上产生的光照度与这个光源的发光强度成正比，与距离的平方成反比，即：2EI/L式中：E——光照度，单位为Lx；I——光源发光强度，单位为cd；L——距离，单位为m。

实验一光电导衰退测量少数载流子的寿命一、实验目的1.理解非平衡载流子的注入和复合过程；2.了解非平衡载流子寿命的测量方法；3.学会光电导衰退测量少子寿命的实验方法。

二、实验原理半导体中少数载流子的寿命对双极型器件的电流增益、正向压降和开关速度等起着决定性作用。

半导体太阳能电池的换能效率、半导体探测器的探测率和发光二极管的发光效率也和载流子的寿命有关。

因此，半导体中少数载流子寿命的测量一直受到广泛的重视。

处于热平衡状态的半导体，在一定的温度下，载流子浓度是一定的，但这种热平衡状态是相对的，有条件的。

如果对半导体施加外界作用，破坏了热平衡的条件，这就迫使它处于与热平衡状态相偏离的状态，称为非平衡状态。

处于非平衡状态的半导体，其载流子浓度也不再是 n0 和 p0，可以比它们多出一部分。

比平衡状态多出来的这部分载流子称为非平衡载流子，有时也称为过剩载流子。

要破坏半导体的平衡态，对它施加的外部作用可以是光，也可以是电或是其它的能量传递方式。

常用到的方式是电注入，最典型的例子就是 PN 结。

用光照使得半导体内部产生非平衡载流子的方法，称为非平衡载流子的光注入，光注入时，非平衡载流子浓度Δn=Δp。

当外部的光注入撤除以后，注入的非平衡载流子并不能一直存在下去，它们要逐渐消失，也是原来激发到导带的电子又回到价带，电了和空穴又成对的消失了。

最后，载流子浓度恢复到平衡时的值，半导体又回到平衡态，过剩载流子逐渐消失，这一过程称为非平衡载流子的复合。

实验表明，光照停止后，Δp 随时间按指数规律减少。

这说明非平衡载流子不是立刻全部消失，而是有一个过程，即它们在导带和价带中有一定的生存时间，有的长些，有的短些。

非平衡载流子的平均生存时间称为非平衡载流子的寿命，用t 表示。

由于相对于非平衡多数载流子，非平衡少数载流子的影响处于主导的、决定的地位，因而非平衡载流子的寿命通常称为少数载流子寿命。

显然 1/t 就表示单位时间内非平衡载流子的复合概率。

光电效应第一定律实验结论
光电效应第一定律是指光电流的强度与光的强度成正比，与光的频率无关。

实验结论是在光电效应实验中观察到的结果，根据光电效应第一定律的描述，可以得出以下结论：
1. 光电流与光强度成正比，实验结果表明，当光强度增加时，光电流的强度也随之增加，呈现出线性的关系。

这意味着光子的能量越大，光电子从金属表面释放的概率越高，从而导致光电流的增加。

2. 光电流与光的频率无关，根据光电效应第一定律，光电流的强度与光的频率无关，这意味着无论光的频率是高频率的紫外光还是低频率的红外光，只要光的强度足够，光电流的强度就会相应增加。

3. 存在光电截止频率，实验观察还表明，当光的频率低于一定数值时，即使光的强度很大，也无法观察到光电流。

这一现象被称为光电截止频率，它与金属的工作函数有关。

这进一步验证了光电效应第一定律中光的频率对光电流的影响较小的观点。

总之，光电效应第一定律的实验结论强调了光电流与光强度成正比，与光的频率无关的规律，并且揭示了光电截止频率的存在。

这些结论对于理解光电效应的基本原理以及光子与金属表面电子相互作用的规律具有重要意义。

光电综合实验报告
实验目的：通过光电综合实验，了解光电效应在光电器件中的应用，掌握光电检测技术和光电器件的使用方法。

实验仪器：光电综合实验箱、光电二极管、光电三极管、光电开关等光电器件。

实验原理：光电效应是指当光照射在半导体材料上时，电子受到能量激发而跃迁至导带，从而产生电流或电压的现象。

光电器件是利用光电效应制成的电子器件，如光电二极管、光电三极管和光电开关等。

实验步骤：
1.将光电二极管插入实验箱中，并连接好电路。

2.调节实验箱上的光强度调节钮，观察光电二极管的输出信号。

3.更换光电三极管，并重复步骤2。

4.使用光电开关进行实验，观察其在光照和无光照状态下的输出信号变化。

实验结果：
通过实验，我们观察到光电二极管在光照射下产生了电流信号，光照强度越大，输出信号越强。

光电三极管的输出信号也随着光照强度的变化而变化，但其灵敏度比光电二极管更高。

而光电开关在有光照时输出高电平，在无光照时输出低电平，可以用于光控开关等应用。

实验结论：
光电器件是利用光电效应制成的电子器件，能够将光信号转换为电信号，具有灵敏度高、响应速度快等优点，并且在光控开关、光电传感器等领域有着广泛的应用。

通过本次实验，我们成功掌握了光电器件的使用方法及其在光电检测技术中的应用。

总结：
光电综合实验让我们更加深入地了解了光电效应在光电器件中的应用，通过实验操作，我们掌握了光电器件的使用方法，为今后在光电检测技术领域的应用奠定了基础。

希望能够通过不断地实践和学习，进一步提高自己的实验技能和理论水平。

大学物理实验：光电效应（一）引言概述：光电效应是光与物质相互作用的一种重要现象，也是量子力学的基础实验之一。

通过光电效应实验，我们可以研究光的波粒二象性以及电子的性质。

本文将介绍大学物理实验中关于光电效应的基本原理和实验内容。

正文：一、光电效应的基本原理1. 光电效应的发现和基本特征2. 光电效应的波粒二象性解释3. 光子能量与光电子动能的关系4. 阈光频率和光电子最大动能的关系5. 光电子统计分布和光强的关系二、光电效应实验装置与操作步骤1. 实验装置的主要组成部分2. 实验装置的校准与调试3. 光源的选择与控制4. 光电管的选择与使用5. 测量光电子动能的方法与步骤三、实验中的关键参数与测量误差1. 光电管的阴极材料和工作电压的选择2. 光电管暗电流和光电流的测量3. 光电管引出电路的阻抗匹配4. 光强的测量与控制5. 其他可能影响实验结果的因素的考虑和排除四、实验中的典型数据处理方法1. 绘制光电流与光强之间的关系曲线2. 求取光电子最大动能与光频的关系3. 拟合得到阈光频率和电子逸出功4. 分析与比较实验结果的合理性5. 讨论实验中的误差来源及改进措施五、实验结果的讨论与应用1. 光电效应实验结果的验证与分析2. 光电子最大动能的相关应用3. 光电效应在太阳能电池中的应用4. 光电效应与其他物理现象的关联5. 光电效应在量子力学研究中的重要性总结：光电效应是大学物理实验中重要的一部分，通过实验我们可以深入了解光的性质以及电子的行为。

本文介绍了光电效应的基本原理、实验装置与操作步骤、关键参数与测量误差、典型数据处理方法，以及实验结果的讨论与应用。

通过实验的研究，我们不仅可以加深对光电效应的理解，还可以应用到相关领域中，推动科学的发展。

光电图像处理实验报告学生姓名：班级：学号：指导教师：实验日期：一、实验名称：图像基本操作二、实验目的：1．掌握MATLAB的操作窗口功能；2．熟练掌握MATLAB的图像处理基本操作，熟练掌握数字图像读取、显示、保存；3．熟练掌握MATLAB各种图像格式文件的互相转换。

三、实验原理：MATLAB是由美国mathworks公司发布的主要面对科学计算、可视化以及交互式程序设计的高科技计算环境。

它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中，为科学研究、工程设计以及必须进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决方案，并在很大程度上摆脱了传统非交互式程序设计语言（如C、Fortran）的编辑模式，代表了当今国际科学计算软件的先进水平。

MATLAB和Mathematica、Maple并称为三大数学软件。

它在数学类科技应用软件中在数值计算方面首屈一指。

MATLAB可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言的程序等，主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域。

MATLAB工作环境：桌面包括4个子窗口：命令窗口、工作空间窗口、当前路径窗口、历史命令窗口。

命令窗口是用户在提示符(>>)处键入MATLAB命令和表达式的地方，也是显示那些命令输出的地方。

工作空间窗口显示当前的变量名称和值。

双击可以启动数组编辑器。

当前路径窗口显示当前的工作目录。

工作目录的内容显示在当前目录窗口内。

可通过Set Path改变。

历史命令窗口包含用户已在命令窗口中输入的命令的记录。

如果要重新执行以前的MATLAB命令，可在历史命令窗口中双击该命令即可。

使用MATLAB编辑器创建M文件：MATLAB编辑器既是用于创建M文件的文本编辑器，也是调试器。

M文件用扩展符.m来表示。

可通过在命令输入窗口键入edit命令或在File菜单栏New，Blank M-File实现。