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光照射在光電管的光陰極上能夠激發出能量不同的電子。陽極電壓低時，只有能量高的電子能夠到達陽極，升高陽極電壓使低能量的電子也能到達陽極。故曲線低端，陽極電壓越高，光電管的輸出電流越大。
根據愛因斯坦光量子假說，一個光子的能量只能傳給一個電子。當光照強度一定時，光子的總數是一定的，所能激發的電子總數是一定的；當陽極電壓升高到一定值后，所被激發出的電子都到達陽極，再升高陽極電壓也不會有更多的光電子到達陽極。陽極電壓到達一定值后，電流達到飽和。此時若要增加光電流，只能增加光通量。
