Hvorfor backing volt afhænger af lysfrekvensen, men ikke intensiteten?

Backing-spændingen i et fotomultiplikatorrør (PMT) afhænger af frekvensen af ​​det indfaldende lys, men ikke af dets intensitet. Dette skyldes, at støttespændingen er bestemt af energien af ​​de indfaldende fotoner, som er proportional med deres frekvens. Lysets intensitet på den anden side bestemmes af antallet af fotoner, der falder ind på PMT'en pr. tidsenhed, hvilket ikke påvirker støttespændingen.

I en PMT rammer de indfaldende fotoner en fotokatode, som udsender elektroner gennem den fotoelektriske effekt. De udsendte elektroner accelereres derefter mod en række dynoder, som hver gange multiplicerer antallet af elektroner gennem sekundær emission. Det endelige udgangssignal er proportionalt med antallet af elektroner, der når anoden, hvilket igen er proportionalt med antallet af indfaldende fotoner.

Bagspændingen påføres mellem fotokatoden og den første dynode. Den tjener til at accelerere de udsendte elektroner mod dynoderne, og dens værdi er valgt for at sikre, at elektronerne har tilstrækkelig energi til at forårsage sekundær emission. Backing-spændingen er typisk et par hundrede volt, og den skal ikke justeres for forskellige lysintensiteter.

Frekvensen af ​​det indfaldende lys på den anden side påvirker backing-spændingen. Dette skyldes, at en fotons energi er proportional med dens frekvens, så højfrekvente fotoner har mere energi end lavfrekvente fotoner. For at sikre, at de udsendte elektroner har tilstrækkelig energi til at forårsage sekundær emission, skal støttespændingen øges for højfrekvent lys.

Derfor afhænger støttespændingen i en PMT af frekvensen af ​​det indfaldende lys, men ikke af dets intensitet.