（1） 根據愛因斯坦光電效應方程：1/2mvv=hv-Wk

式中m為電子質量,v為光電子的最大速度，Wk為該金屬的逸出功，它的大小與入射光頻率v無關,只決定於金屬本身的屬性。

一束頻率為v的單色光入射在真空光電管的光陰極K上。在光電管的收集極(陽板)C和光陰極K之間外加一反向電壓，使得C、K之間建立起的電場，對光陰極中逸出的光電子起著阻擋它們到達收集極的作用(減速作用)。

隨著兩極間負電壓的逐漸增大，到達收集極的光電子,亦即流過微電流計G的光電流將逐漸減小。當U=Uo`時，光電流將為零。此時逸出金屬表面的光電子全部不能到達收集極，Uo`稱為外加遏止電勢差。

（2）由於光電管在製造過程中的工藝問題及電極結構上的種種原因,在產生陰極光電流的同時,還伴隨著下列兩個主要物理過程：

反向電流,光電管制作過程中，工藝上很難做到陽極不被陰極材料所沾染，而且這種沾染在光電管使用過程中還會日趨嚴重。所以當光射到陽極C上或陰極K漫反射到陽極C上，致使陽級C也發射光電子，而外電場對這些光電子卻是一個加速場，因此它們很容易到達陰極而形成反向電流。

暗電流和本底電流，當光電管不受任何光照射時，在外加電壓下光電管仍有微弱電流流過，稱為光電管的暗電流。其原因主要是熱電子發射及光電管管殼漏電所致。

本底電流是因為室內各種漫反射光射入光電管所致。暗電流和本底電流均使光電流不可能降為零，且隨電壓的變化而變化，形成光電管的暗特性。

由於上述兩個因素的影響，實測電流實際上是陰極光電流、陽極光電子形成的反向電流及暗電流的代數和。