光电效应的特点
光电效应 光子 光的量子
【例】求在离一个P发射=1.5W光源 R=3.5m 处 的钾箔需要多长时间的照射才能逐出电子。 关键点：假设光源向四周均匀、连续、平稳 地发射，钾箔对光完全吸收，吸收过程是钾 单个原子对光的吸收。已知钾的功函数为 F=2.2eV 解： 一方面，全吸收意味着 P发射=P吸收 另一方面，如果电子要被逐出，其获得的能 量ΔE应该等于功函数Φ，因此
密立根由于研究基本电荷 和光电效应，特别是通过 著名的油滴实验，证明电 荷有最小单位，获得1923 12 年诺贝尔物理学奖
不同金属的功函数
如何从上图中估计出功函数的大小？
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红外线夜视仪
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光电倍增管
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第 39 章 光子和物质波
§＊ 20世纪初的物理学 §＊ 黑体辐射 §3 光电效应 §2 光子、光的量子 §4 光子具有动量 §5 光作为一种概率波 §6 电子和物质波 §7 薛定谔方程 §8 海森堡不确定原理 §9 势垒隧穿
DE F Dt = = P P 吸收 吸收
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与光强 I 和单个钾原子截面积 A 的关系 DE F F F F Dt = = = = = 2 P P P发射 IA I (p r ) 吸收 吸收 利用球面波假设，光强 P发射 典型原子半径 I= -31 2 r = 5.0 ´ 10 m 4p R 于是 4p R 2 F (4p )(3.5m) 2 (3.5 ´10-19 J) Dt = = P发射 A (1.5W )p (5.0 ´10-11 m) 2
Vstop(V) 2.0 1.0 0.0 4.0 6.0 Cs Na Ca
f 8.0 10.0 (1014Hz)
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h = eK
爱因斯坦1921年获得了诺贝尔物理奖。
1868 — 1953 1879 — 1955 爱因斯坦由于对光电效 应的理论解释和对理论 物理学的贡献， 获得 1921年诺贝尔物理学奖
光电二极管的工作原理与特性
光电二极管的工作原理与特性光电二极管是一种能够将光能转化为电能的器件，广泛应用于电子和通信领域。
它的工作原理主要依赖于光电效应和半导体材料的特性。
本文将从两个方面探讨光电二极管的工作原理和特性。
一、光电效应和光电二极管的原理光电效应是指当光照射到物质表面时，光的能量被吸收，使得物质中的电子受到激发而被释放出来。
光电二极管利用光电效应将光转化为电流。
当光照射到光电二极管的PN结上时，光子的能量使得PN结区域的电子跃迁到导带能级，形成电子空穴对。
PN结是光电二极管的核心结构，是由P型半导体和N型半导体接触形成的。
P 型半导体中的杂质原子需要提供电子，而N型半导体中的杂质原子需要接受电子。
当两者结合时，形成一个电子富集区和一个电子亏损区。
当光照射到PN结上时，光子的能量使得PN结中的电子跃迁到导带能级，空穴留在价带能级上。
这样，导体区域就形成了电子流，产生了电压和电流。
二、光电二极管的特性1. 灵敏度：光电二极管的灵敏度指的是对光信号的响应能力。
灵敏度通常由两个因素决定：一是光电二极管的材料，二是光电二极管的面积。
在相同条件下，材料的光吸收能力越强、面积越大，光电二极管的灵敏度就越高。
2. 响应时间：光电二极管的响应时间指的是从光照射到电流形成的时间。
这个时间取决于载流子在半导体材料中的移动速度。
通常情况下，硅双向二极管的响应时间约为微秒级，而光电二极管的响应时间可以达到纳秒级。
3. 饱和电流和暗电流：在没有光照射时，光电二极管的导电能力是极低的，这时的电流被称为暗电流。
当光照射到光电二极管上时，电流会迅速增加，最终趋于稳定，这时的电流被称为饱和电流。
饱和电流和暗电流的大小与光强度和温度有关。
4. 光电二极管的频率特性：光电二极管对不同频率的光信号有不同的响应能力。
在较低的频率下，光电二极管的响应能力较高；而在较高的频率下，由于载流子的移动速度限制，光电二极管的响应能力会下降。
总结：光电二极管是一种利用光电效应将光能转化为电能的器件。
第八章光电子能谱
3. AES具有灵敏度高, 分析速度快的特点, 可用于: (1) 表面组成的定性和定量; (2) 表面元素的化学环境与化学键等
8.1 基本原理
1. 光电效应及其有关特点
光电子: 用短波长的光辐照分子, 光子有时会被分子吸收而导致电子 从分子中发射出来. 这种发射出来的电子就是光电子. 分子因失去电子而成为阳离子.
光电效应可以只吸收一个光子而发射出一个自由电子. 紫外和X射线光电子能谱就是研究这种单电子过程.
有时会涉及两个电子的变化, Auger能谱和X射线荧光光谱就是 研究这类过程.
在CO中, C 1s 的电离能为:295.8 eV 在CO2中, C 1s 的电离能为:297.8 eV 在CO中, O 1s 的电离能为:541.1 eV 在CO2中, O 1s 的电离能为:539.8 eV
O(-0.37)-C(+0.74)-O(-0.37) O(-0.17)-C(+0.17)
可见内层电子的电离能与化学 环境有关, 称为化学位移.
M h M e
其中 e- 为发射出的光电子.
按能量守恒关系, 有
E(M)
h
E(M
)
1 2
mev
2
从而光电子动能为:
1 2
mev2
h
(E(M
)
E(M) )
h
I
其中 I E(M ) E(M)
Байду номын сангаас
为分子的电离能
通过测定光电子的动能和它们的数目, 可得到光电子按其动能或电离能 的分布强度, 即光电子能谱图.
3. 电离过程和Koopmans定理
光电效应、光电导效应、光生伏特效应的内容与关系
光电效应、光电导效应、光生伏特效应的内容与关系下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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射线作业汇总[1]
![射线作业汇总[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/6796a1d1240c844769eaeef3.png)
第一章第一次作业：1. 简述波尔模型的假设条件2. 试述光电效应的特点3. 如果加速到12.5eV的电子撞击基态氢原子，问这时能观察到几种波长的光辐射？如果把它们分别照射到逸出功为4eV的金属电极，问其中哪几种能发射光电子？4.简述描述电子状态的4个量子数的含义及核外电子排布规律第一章第二次作业：5.伦琴射线管管电压V=28KV，Kα线的波长与连续谱的短波极限相差∆λ=1Å，问该管道靶机是用什么元素制造的？6.已知1克60Co，T 1/2=5.23Y ，求60Co开始时的放射性居里数？7. 某γ放射线源，其辐射的γ射线穿过厚度为16mm的钢板后，透射射线强度与入射射线强度之比为1:10,求该γ射线源钢的半厚度？P23 第4（2）8. 某γ射线源，其钢的半厚度为5.0mm，在不考虑散射线时求其穿过6mm与穿过12mm厚度的钢板后的透射射线强度之比？P23 第4（3）第二章第一次作业：9．简述X射线机的基本结构与各部分的作用？ P50第1（1）10．某射线机，若在距X射线管焦点1m处的辐射照射强度为100RA/h（伦琴小时），求距靶2m处的辐射强度（不考虑X射线机内产生的衰减）？P51第4（1）11. 192Ir γ射线源，购入时活度为50Ci，问使用60天后源的活度为多少Ci？P51第4（2）12. A、B两种胶片，在感光特性曲线下黑度为1.5-4.0区为线性区，梯度分别为GA=3,GB=4,若黑度为2.0处对应的曝光量对数分别为LgHA=1.8，LgHB=2.1，若使用A,B胶片黑度均达到2.5，求B胶片所需的曝光量应为A种胶片的多少倍？P51第4（4）第二章思考题：1. X射线机的侧倾效应中,为什么偏向阴极侧的辐射强度比阳极侧的强?2. 根据胶片黑度的定义,推导多胶片迭加同时观察时的黑度与单张胶片黑度的关系.3. 分析胶片系统的概念,En1435:1997与JB4730:2005标准对胶片分类的方法有何不同?第三章第一次作业：13. 试从射线照相对比度的基本公式讨论影响对比度的因素？P68一（2）14. 采用一定的射线照相技术透照某工件，底片上可识别的气孔的最小直径是0.7mm。
光电效应实验工作总结范文
光电效应实验工作总结范文光电效应实验工作总结。
光电效应是指当光线照射到金属表面时，金属中的电子受到光的能量激发，从而逸出金属表面的现象。
在光电效应实验中，我们通过一系列的实验来验证光电效应的存在，并研究其相关的物理规律和特性。
首先，我们搭建了一个简单的光电效应实验装置，包括一个金属板、一个光源和一个电流表。
通过调节光源的强度和频率，我们成功地观察到了光照射到金属板上时，电流表显示出的电流变化。
这一实验结果验证了光电效应的存在，并为我们进一步研究光电效应提供了基础。
接下来，我们对光电效应的一些特性进行了研究。
我们发现，光电效应的电流与光的强度呈线性关系，而与光的频率呈非线性关系。
这一结果表明了光电效应的一些特殊性质，为我们理解光电效应提供了重要的实验数据。
除此之外，我们还对光电效应的一些规律进行了研究。
通过改变金属板的材料和工作温度，我们发现光电效应的一些特性会有所不同，这表明了光电效应与金属的物理性质和环境条件有着密切的关系。
这一发现为我们深入理解光电效应的机理提供了重要的实验依据。
总的来说，通过光电效应实验工作的总结，我们不仅验证了光电效应的存在，还研究了其特性和规律，为我们深入理解光电效应的物理本质提供了重要的实验数据和理论基础。
希望通过我们的努力，能够为光电效应的研究和应用做出更大的贡献。
光电探测器原理
光电探测器原理一、概述光电探测器是一种能够将光信号转化为电信号的器件，广泛应用于光通信、光电子技术、医学影像等领域。
本文将从光电探测器的基本原理、结构和工作方式等方面进行探讨。
二、基本原理光电探测器的基本原理是光电效应。
光电效应是指当光照射到某些物质表面时，会引起物质中的电子发生跃迁，从而产生电流。
根据光电效应的不同特点，光电探测器可以分为光电发射型和光电吸收型两种。
2.1 光电发射型光电发射型探测器基于光电效应中的光电发射现象。
当光照射到具有光电发射性质的材料表面时，材料中的电子会受到光的激发，从而跃迁到导体中，产生电流。
常见的光电发射型探测器有光电二极管（Photodiode）和光电倍增管（Photomultiplier Tube）等。
2.2 光电吸收型光电吸收型探测器基于光电效应中的光电吸收现象。
当光照射到具有光电吸收性质的材料表面时，光子能量被材料吸收，产生电子和空穴对，从而形成电流。
常见的光电吸收型探测器有光电二极管、光电三极管（Phototransistor）和光电导型（Photovoltaic）探测器等。
三、结构和工作方式光电探测器的结构和工作方式有多种不同的设计，下面以光电二极管为例进行介绍。
3.1 结构光电二极管由P型和N型半导体材料构成，中间有一个PN结。
当光照射到PN结时，会产生电子和空穴对，进而形成电流。
为了提高探测器的效率，常常在PN结上加上透明导电膜层，以增加光的吸收和电流的输出。
3.2 工作方式光电二极管的工作方式主要分为正向偏置和反向偏置两种。
3.2.1 正向偏置正向偏置是指将PN结的P端与正电压相连，N端与负电压相连。
在正向偏置下，当光照射到PN结时，产生的电子和空穴会被电场加速，形成电流。
正向偏置的光电二极管常用于光电转换和光通信等领域。
3.2.2 反向偏置反向偏置是指将PN结的P端与负电压相连，N端与正电压相连。
在反向偏置下，当光照射到PN结时，产生的电子和空穴会被电场阻碍，形成很小的电流。
高三物理教案光电效应教学设计(最新2篇)
高三物理教案光电效应教学设计（最新2篇）光电效应光子教案篇一教学目标知识目标（1）知道光电效应现象（2）知道光子说的内容，会计算光子频率与能量间的关系（3）会简单地用光子说解释光电效应现象（4）知道光电效应现象的一些简单应用能力目标培养学生分析问题的能力教学建议教材分析分析一：课本中先介绍光电效应现象，再学习光子说，最后用光子说解释光电效应现象产生的原因。
本节内容说明光具有粒子性，从而引出量子论的基本知识。
分析二：光电效应有如下特点：①光电效应在极短的时间内完成；②入射光的频率大于金属的极限频率才会发生光电效应现象；③在已经发生光电效应的条件下，逸出的光电子的数量跟入射光的强度成正比；④在已经发生光电效应的条件下，光电子的最大初动能随入射光频率的增大而增大。
教法建议建议一：对于光电效应现象先要求学生记住光电效应的实验现象，然后运用光子说去解释它，这样可以加深学生的理解。
建议二：学生应该会根据逸出功求发生光电效应的极限频率，但可以不要求运用爱因斯坦光电效应方程进行计算。
教学设计示例光电效应、光子教学重点：光电效应现象教学难点：运用光子说解释光电效应现象示例：一、光电效应1、演示光电效应实验，观察实验现象2、在光的照射下物体发射光子的现象叫光电效应3、现象：（1）光电效应在极短的时间内完成；（2）入射光的频率大于金属的极限频率才会发生光电效应现象；（3）在已经发生光电效应的条件下，逸出光电子的数量跟入射光的强度成正比；（4）在已经发生光电效应的条件下，光电子最大初动能随入射光频率的增大而增大。
4、学生看书上表格常见金属发生光电效应的极限频率5、提出问题：为什么会发生3中的现象二、光子说1、普朗克的量子说2、爱因斯坦的光子说在空间传播的光不是连续的，而是一份份的，每一份叫做光量子，简称光子。
三、用光子说解释光电效应现象先由学生阅读课本上的解释过程，然后教师提出问题，由学生解释。
四、光电效应方程1、逸出功2、爱因斯坦光电效应方程对一般学生只需简单介绍对层次较好的学生可以练习简单计算，深入理解方程的意义例题：用波长200nm的紫外线照射钨的表面，释放出的光电子中最大的动能是2.94eV. 用波长为160nm的紫外线照射钨的表面，释放出来的光电子的最大动能是多少？五、光电效应的简单应用六、作业探究活动题目：光电效应的应用组织：分组方案：分组利用光电二极管的特性制作小发明评价：可操作性、创新性、实用性光电效应光子教案篇二光量子（光子）：E=h实验结论光子说的解释1、每种金属都有一个极限频率入射光的频率必须大于这个频率才能产生光电效应电子从金属表面逸出，首先须克服金属原子核的引力做功（逸出功W），要使入射光子的能量不小于W，对应频率即是极限频率。
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光电效应的特点
1.光电效应是由光子作用于物体表面上吸收后产生载流子而发
生的电学效应，它也被称为光学效应、光能效应。
2.光电效应是一种瞬态效应，一般在微秒到毫秒范围内发生完毕。
在数秒以上的时间内，光电效应远远比一般的电子热效应、压电效应等要快得多。
3.光电效应可以起到控制、检测电子系统中瞬态过程的作用，因此在涉及到激光技术等高技术领域，更多的采用利用光电效应中的载流子技术来操作激光设备，等等。
4.光电效应能够有效地拒绝噪声和外界电场的影响，因此在电子系统中用它来控制和检测信号的瞬时变动和状态的变化是非常有效的。
5.光电效应可以利用电光偏振来调节和控制信号的输出功率，从而减少噪声和外界电场影响，使检测电子系统中的信号变得更加精确。
6.光电效应也可以用来测量较低的电压和电流，有效地不受噪声和外界电场的影响，从而使检测电子系统中的电信号变得更加精确。
7.光电效应还可以被用来检测半导体器件中的热效应，或者直接检测晶体管、及晶体管器件等的光学变化。
8.光电效应具有结构简单、体积小、重量轻以及由于受光子的作用，具有较高的效率等优点，在光通信、光学传感仪器仪表和其他光学系统中得到广泛应用。
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