光电效应
什么是光电效应介绍光电效应的应用

什么是光电效应介绍光电效应的应用知识点:什么是光电效应及其应用光电效应是物质在光照射下发生的一种物理现象。
当光子(光的粒子)的能量大于或等于物质表面电子所需的最小能量时,电子会被激发并从物质表面逸出。
这个现象被称为光电效应。
光电效应的基本原理可以归结为以下几个关键点:1.光的波动性:光电效应揭示了光的粒子性。
光既可以看作波动,也可以看作由光子组成的粒子流。
2.光子能量:光子的能量与其频率成正比,与光的强度无关。
当光子的能量大于或等于电子的逸出功时,光电效应会发生。
3.逸出功:逸出功是指电子从物质表面逸出所需的最小能量。
不同物质的逸出功不同,因此对光的敏感度也不同。
4.光电效应方程:爱因斯坦提出了光电效应方程,描述了光子能量、电子逸出功和电子动能之间的关系。
方程为E = hν - W,其中 E 表示电子的动能,h 表示普朗克常数,ν 表示光的频率,W 表示逸出功。
光电效应的应用非常广泛,以下是一些重要的应用领域:1.太阳能电池:太阳能电池利用光电效应将光能转换为电能,为人类提供了清洁、可再生能源。
2.光电器件:光电器件如光敏电阻、光敏二极管等,利用光电效应实现光信号与电信号的转换。
3.激光技术:激光是一种特殊的光,具有高度的相干性和方向性。
激光技术在医疗、通信、测量等领域发挥着重要作用。
4.光电探测器:光电探测器可以将光信号转换为电信号,广泛应用于光电通信、天文观测等领域。
5.光电子计算机:光电子计算机利用光信号进行信息处理和传输,具有高速、大容量、低能耗等优点。
6.光电效应在科学研究中的应用:光电效应不仅在物理学领域具有重要意义,还广泛应用于化学、生物学、材料科学等领域的研究。
了解光电效应及其应用,有助于我们深入理解光的性质,以及光与物质相互作用的机理。
这些知识对于培养学生的科学素养和创新能力具有重要意义。
习题及方法:1.习题:一束光照射到某种金属上,如果光的频率为5×10^14 Hz,该金属的逸出功为2.3 eV,求该束光的最大光电子动能。
光电效应

光电效应 实验
灵敏电 流计
弧光灯 锌板
铜网
紫外光照射时电流计指针发生偏转
一、光电效应
• 1.什么是光电效应 什么是光电效应? 什么是光电效应 当光线照射在金属表面时, 当光线照射在金属表面时,金属中 有电子逸出的现象,称为光电效应 光电效应。 有电子逸出的现象,称为光电效应。 逸出的电子称为光电子。 逸出的电子称为光电子。
光是从光源发出的一种物质微粒, 光是从光源发出的一种物质微粒,在均匀介质 中以一定的速度传播,能解释光的反射现象。 中以一定的速度传播,能解释光的反射现象。
认为光是一种波, 认为光是一种波,在实验中观察到了光的干涉和 衍射现象,这是波动的特征,微粒说无法解释。 衍射现象,这是波动的特征,微粒说无法解释。
• 金属中的电子吸收光子后,如 果能克服 金属的逸出功,从金属表面溢出, 金属的逸出功,从金属表面溢出, ________________________ 成为光电子;但不同的金属这种 束缚程度不同,电子逃逸出来所 需要吸收光子的能量不同,所以 不同的金属要发生光电效应就 存在一个 入射光的频率必须大
三、爱因斯坦光电效应方程 1、逸出功:W = hν 0 逸出功: 2、爱因斯坦光电效应方程: 爱因斯坦光电效应方程:
EK/ev
ν0
ν /Hz
Ek = hν −W
ν是入射光的频率,ν 0 是金属的极限频率。
金属的极限波长 λ0 = c
ν0
四、光子说对光电效应现象的解释
问题1:是否一个电子只吸收一个光子 问题 是否一个电子只吸收一个光子
问题2:入射光强增大几倍 光电流强度 问题 入射光强增大几倍,光电流强度 入射光强增大几倍 一定增大几倍吗? 一定增大几倍吗?
光电效应

用弧光灯照射擦得很亮的 不带电的锌板,(注意用 导线与不带电的验电器相 连),现象:验电器指针 出现张角;当验电器张角 增大到约为 30度时,再用 与丝绸磨擦过的玻璃棒去 靠近锌板,则验电器的指 针张角会变大。
表明锌板在射线照射下失去电子而带正电
1.定义: 在光(包括不可见光)的照射下,从金属表面逸
精确 实验 结论
当入射光的频率大于截止频率时,光 电流强度释光电效 应中前面几个结论、使光的 波动说遇到了无法克服的困 难,爱因斯坦在普朗克研究 的基础上,根据能量守恒定 律,提出“光量子”概念。简 称光子。他认为每一个光子 的能量为E =hv,h叫普朗克 常量,v为光的频率。 爱因斯坦 (1879—1955)
甲
实 验 结 果
即使入射光强度非常弱,只要入射光频 率大于极限频率,电流表指针也几乎随着入 射光照射立即偏转,精确实验表明,光电子 发射至光电流产最多相差10-9秒。
4、光电流强度的决定
按图装置,移动P使伏特表有一定 读数,用一定强度的光照射K,电流表 中有一定读数,这时改变K、A之间的 电压,使其增大,电流表显示光电流 在增大。但是,当K、A间电压足够大 后,电流表读数不再改变,这就是饱 和光电流。表明光电效应中产生的光 电子已能全部到达A极。所以升高电压 电流也不会再增大。此时若再增大照 射光强度,光电流会随之增大。
实 验 结 论
截止频率取决 于金属自身
任何一种金属,都有一个截止频率,入射光的频率必 须大于这个截止频率才能产生光电效应,低于这个频率的 光,无论光强怎样大,照射时间多长,也不能产生光电效 应。
2、光电子最大初动能
(1)最大初动能的概念 (2)最大初动能的测定 (3)最大初动能的结论
(1)最大初动能的概念
高中物理光电效应知识点总结

高中物理光电效应知识点总结1、光电效应如图1所示,用弧光灯照射锌板,与锌板相连的验电器就带正电,即锌板也带正电这说明锌板在光的照射下发射出了电子。
图1(1)定义:在光的照射下物体发射出电子的现象,叫做光电效应,发射出来的电子叫做光电子。
(2)研究光电效应的实验装置(如图2所示)阴极K和阳极A 是密封在真空玻璃管中的两个电极,K在受到光照时能够发射光电子,电源加在K与A之间的电压大小可以调整,正负极也可以对调。
图22、光电效应的规律(1)光电效应的实验结果首先在入射光的强度与频率不变的情况下,I-U的实验曲线如图3所示,曲线表明,当加速电压U增加到一定值时,光电流达到饱和值Im。
这是因为单位时间内从阴极K射出的光电子全部到达阳极A,若单位时间内从阴极K上逸出的光电子数目为n,则饱和电流Im=ne 式中e为电子电荷量,另一方面,当电压U减小到零,并开始反向时,光电流并没降为零,这就表明从阴极K逸出的光电子具有初动能,所以尽管有电场阻碍它运动,仍有部分光电子到达阳极A,但是当反向电压等于-Uc时,就能阻止所有的光电子飞向阳极A,使光电流降为零,这个电压叫遏止电压,它使具有最大初速度的电子也不能到达阳极A,如果不考虑在测量遏止电压时回路中的接触电势差,那么我们就能根据遏止电压-Uc来确定电子的最大速度vm和最大动能,即图3在用相同频率不同强度的光去照射阴极K时,得到的I-U曲线如图4所示,它显示出对于不同强度的光,Uc是相同的,这说明同频率、不同强度的光所产生的光电子的最大初动能是相同的。
此外,用不同频率的光去照射阴极K时,实验结果是:频率愈高,Uc愈大,如图5,并且与Uc成线性关系,如图6。
频率低于ν0的光,不论强度多大,都不能产生光电子,因此,ν0称为截止频率,对于不同的材料,截止频率不同。
(2)光电效应的实验规律①饱和电流Im的大小与入射光的强度成正比,也就是单位时间内逸出的光电子数目与入射光的强度成正比(见图4)。
光电效应的三个公式

光电效应的三个公式光电效应是指当光照射到一些物质表面时,该物质会发射出电子的现象。
光电效应是量子力学的基本现象之一,可以通过以下三个公式进行描述和研究。
1. 光电效应方程(Einstein Equation):光电效应方程是由爱因斯坦在1905年基于光子论假设推导出来的,可以用来计算光电效应中的电子动能。
该方程如下所示:E=hν-Φ2.减少光电效应门槛的方法:减少光电效应的门槛是指通过一定的方法,使得材料对光子的吸收能力增强,提高光电效应的发生概率。
为了描述该方法,我们引入以下公式:Φ=hν-W其中,Φ为材料的逸出功,h为普朗克常数,ν为光子的频率,W为光子的功函数。
该公式表明,逸出功可以通过光子的功函数进行补偿。
如果材料的功函数较大,那么对应的逸出功也较大,对光电效应的概率较低。
因此,减少逸出功的方法之一就是通过调整光子的功函数。
3.光电流方程:光电流是指在光照射下,从材料中流出的电流。
光电流方程用来描述光电效应中电子流出的电流强度,可表示如下:I = qnA其中,I为光电流,q为元电荷的电量(1.6×10^-19C),n为单位体积内光电子的数目,A为光照射的区域面积。
该方程表明,光电流的强度取决于单位体积内光电子的数目和光照射的区域面积。
该公式可以用来研究光电效应中的光电流特性和实验测量。
综上所述,光电效应可以通过上述三个公式进行描述。
光电效应方程用来计算光电效应中的电子动能,减少光电效应门槛的方法可以通过改变材料的功函数来调整逸出功,光电流方程用来描述光电效应中电子流出的电流强度。
这些公式为我们研究和应用光电效应提供了重要的理论基础。
光电效应的概念

光电效应的概念光电效应的概念:光电效应是指在高于某特定频率的电磁波照射下,某些物质内部的电子吸收能量后逸出而形成电流,即光生电。
其分为光电子发射、光电导效应和阻挡层光电效应。
前一种现象发生在物体表面,称外光电效应;后两种现象发生在物体内部,称为内光电效应。
光照射到金属上,引起物质的电性质发生变化。
这类光变致电的现象被人们统称为光电效应(Photoelectric effect)。
光电效应分为光电子发射、光电导效应和阻挡层光电效应,又称光生伏特效应。
前一种现象发生在物体表面,又称外光电效应(photoelectric emission)。
后两种现象发生在物体内部,称为内光电效应。
按照粒毕差谨子说,光是由一份一份不连续的光子组成,当某一光子照射到对光灵敏的物质(如硒)上时,它的能量可以被该物质中的某个电子全部吸收。
电子吸收光子的能量后,动能立刻增加;如果动能增大到足以克服原子核对它的引力,就能在十亿分之一秒时间内飞逸出金属表面,成为光电子,形成光电流。
单位时间内,入射光子的数量愈大,飞逸出的光电子就愈多,光电流也就愈强,这种由光能变成电能自动放电的现象,就叫光电效应。
光电效应说明了光具有粒子性。
相对应的,光具有波动性最典型的例子就是光的干涉和衍射。
只要光的频率超过某一极限频率,受光照射的金属表面立即庆乱就会逸出光电子,发生光电效应。
当在金属外面加一个闭合电路,加上正向电源,这些逸出的光电子全部到达阳极便形成所谓的光电流。
在入射光一定时手基,增大光电管两极的正向电压,提高光电子的动能,光电流会随之增大。
但光电流不会无限增大,要受到光电子数量的约束,有一个最大值,这个值就是饱和电流。
所以,当入射光强度增大时,根据光子假设,入射光的强度(即单位时间内通过单位垂直面积的光能)决定于单位时间里通过单位垂直面积的光子数,单位时间里通过金属表面的光子数也就增多,于是,光子与金属中的电子碰撞次数也增多,因而单位时间里从金属表面逸出的光电子也增多,电流也随之增大。
光电效应

光电发射器件具有许多不同于内光电器件的特点:
1. 电发射器件中的导电电子可以在真空中运动,因此,可以通
过电场加速电子运动的动能,或通过电子的内倍增系统提高光电探
测灵敏度,使它能高速度地探测极其微弱的光信号,成为像增强器
与变相器技术的基本元件。 2. 很容易制造出均匀的大面积光电发射器件,这在光电成像器 件方面非常有利。一般真空光电成像器件的空间分辨率要高于半导 体光电图像传感器。
生电流的现象。
p Bh+
n As+
(a)ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
e–
M etallurgical Junction
耗尽区
M E (x)
M
Neutral p-region
Eo
Neutral n-region
朩p
0
Wn
x
(e)
内建电场
M log(n), log(p) p po Wp Wn
(b)
Eo V(x)
Space charge region
下,将产生高密度的电子与空穴载流子,而遮蔽区的载
流子浓度很低,形成浓度差。 这种由于载流子迁移率
的差别产生受照面与遮
光面之间的伏特现象称 为丹培效应。
丹培效应产生的光生电压可由下式计算
KT n p n p n0 ln1 UD n p q n p 0 n 0 p
3. 光电发射器件需要高稳定的高压直流电源设备,使得整个探
测器体积庞大,功率损耗大,不适用于野外操作,造价也昂贵。 4. 光电发射器件的光谱响应范围一般不如半导体光电器件宽。
习题
什么是光电效应

什么是光电效应光电效应是指物质激发出的电磁能量,经过电子辐射转化成电荷,形成光电信号的一种现象。
它不仅可以被用于日常的数据传输,更可以被用于电力方面的应用研究。
以下是有关光电效应的科普文章,概括列出如下:一、什么是光电效应光电效应,又称作光电变换,是指物质中个体电子能够被电磁辐射激发,并改变自身能量状态,形成物质的质能转换的过程。
光电效应可以用来直接产生电荷,或者通过改变电荷分布来产生有效的电信号。
二、光电效应的基本原理根据米勒黎塞尔定律,电辐射的功率取决于频率的调谐度,也就是说,电辐射的功率比弱调谐电辐射功率大,高调谐电辐射的功率比低调谐电辐射功率大。
在光电效应发生的情况下,由于电子被辐射激发,其值实现了调谐变化,从而使电荷发生转移,形成光电信号。
三、光电效应的应用1、光电效应在信息传输中的应用:由于光电效应可以将物质力学形式的电磁辐射转换成更容易传播的电信号格式,因此用于信息传输当中,能够有效提高数据传输速度和数据量,缩短数据传输距离。
2、光电效应在电力转换中的应用:由于光电效应可以反向激发,从而可以用来把能量转换成电能量。
同时光电效应也可以制作电路板及改变其中的信号,从而控制发动机电机微调参数,并保持其工作的稳定。
四、光电效应的未来发展1、在未来,加强光电转换效率,可以进一步提高光电器件的效率,从而减少节能照明技术的成本。
2、研究发展的光电联网技术,可以加强光通信,增强信号传输的可靠性,进一步提高数据传输的安全性,并缩短信息传输的距离。
3、以光电转换原理为基础,进一步探索光电交互式应用技术,如在虚拟实验中,可以搭建基于光电技术的实现模拟真实情景的类比系统,以实现小规模模拟实验,大大节省因可以不用购置实验仪器及耗费巨资的实物实验环节。
总之,光电效应是一种重要的电子物理现象,具有很多的应用,并可以应用在宽泛的领域,如信息科学、电力转换、虚拟实验等等。
未来光电效应将会得到更多的应用,在不同领域发挥更大作用,从而实现它在未来发展和更大的潜几。
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光电效应科技名词定义中文名称:光电效应英文名称:photoelectric effect定义1:物质由于吸收光子而产生电的现象。
所属学科:电力(一级学科) ;通论(二级学科)定义2:物质在光的作用下发射电子或电导率改变,或者两种材料的界面上产生电势的现象。
所属学科:机械工程(一级学科) ;工业自动化仪表与系统(二级学科) ;机械量测量仪表-机械量测量仪表一般名词(三级学科)本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布目录[隐藏]英文名称光电效应概述理论发展历史光电效应的分类英文名称光电效应概述理论发展历史光电效应的分类[编辑本段]英文名称光电效应∶Photoelectric effect[编辑本段]光电效应概述光照射到某些物质上,引起物质的电性质发生变化,也就是光能量转换成电能。
这类光致电变的现象被人们统称为光电效应(Photoelectric effect)。
光电效应分为光电子发射、光电导效应和光生伏特效应。
前一种现象发生在物体表面,又称外光电效应。
后两种现象发生在物体内部,称为内光电效应。
赫兹于1887年发现光电效应,爱因斯坦第一个成功的解释了光电效应。
金属表面在光辐照作用下发射电子的效应,发射出来的电子叫做光电子。
光波长小于某一临界值时方能发射电子,即极限波长,对应的光的频率叫做极限频率。
临界值取决于金属材料,而发射电子的能量取决于光的波长而与光强度无关,这一点无法用光的波动性解释。
还有一点与光的波动性相矛盾,即光电效应的瞬时性,按波动性理论,如果入射光较弱,照射的时间要长一些,金属中的电子才能积累住足够的能量,飞出金属表面。
可事实是,只要光的频率高于金属的极限频率,光的亮度无论强弱,光子的产生都几乎是瞬时的,不超过十的负九次方秒。
正确的解释是光必定是由与波长有关的严格规定的能量单位(即光子或光量子)所组成。
光电效应里,电子的射出方向不是完全定向的,只是大部分都垂直于金属表面射出,与光照方向无关,光是电磁波,但是光是高频震荡的正交电磁场,振幅很小,不会对电子射出方向产生影响.光电效应说明了光具有粒子性。
相对应的,光具有波动性最典型的例子就是光的色散。
只要光的频率超过某一极限频率,受光照射的金属表面立即就会逸出光电子,发生光电效应。
当在金属外面加一个闭合电路,加上正向电源,这些逸出的光电子全部到达阳极便形成所谓的光电流。
在入射光一定时,增大光电管两极的正向电压,提高光电子的动能,光电流会随之增大。
但光电流不会无限增大,要受到光电子数量的约束,有一个最大值,这个值就是饱和电流。
所以,当入射光强度增大时,根据光子假设,入射光的强度(即单位时间内通过单位垂直面积的光能)决定于单位时间里通过单位垂直面积的光子数,单位时间里通过金属表面的光子数也就增多,于是,光子与金属中的电子碰撞次数也增多,因而单位时间里从金属表面逸出的光电子也增多,饱和电流也随之增大。
[编辑本段]理论发展历史光电效应由德国物理学家赫兹于1887年发现,对发展量子理论起了根本性作用。
1887年,首先是赫兹(M.Hertz)在证明波动理论实验中首次发现的。
当时,赫兹发现,两个锌质小球之一用紫外线照射,则在两个小球之间就非常容易跳过电花。
大约1900年,马克思·布兰科(Max Planck)对光电效应作出最初解释,并引出了光具有的能量包裹式能量(quantised)这一理论。
他给这一理论归咎成一个等式,也就是E=hf ,E就是光所具有的“包裹式”能量,h是一个常数,统称布兰科常数(Planck's constant),而f就是光源的频率。
也就是说,光能的强弱是有其频率而决定的。
但就是布兰科自己对于光线是包裹式的说法也不太肯定。
1902年,勒纳(Lenard)也对其进行了研究,指出光电效应是金属中的电子吸收了入射光的能量而从表面逸出的现象。
但无法根据当时的理论加以解释;1905年,爱因斯坦26岁时提出光子假设,成功解释了光电效应,因此获得192 1年诺贝尔物理奖。
他进一步推广了布兰科的理论,并导出公式,Ek=hf-W,W便是所需将电子从金属表面上自由化的能量。
而Ek呢就是电子自由后具有的势能。
[编辑本段]光电效应的分类光电效应分为:外光电效应和内光电效应。
内光电效应是被光激发所产生的载流子(自由电子或空穴)仍在物质内部运动,使物质的电导率发生变化或产生光生伏特的现象。
外光电效应是被光激发产生的电子逸出物质表面,形成真空中的电子的现象。
外光电效应在光的作用下,物体内的电子逸出物体表面向外发射的现象叫做外光电效应。
外光电效应的一些实验规律a.仅当照射物体的光频率不小于某个确定值时,物体才能发出光电子,这个频率叫做极限频率(或叫做截止频率),相应的波长λ0叫做极限波长。
不同物质的极限频率和相应的极限波长λ0 是不同的。
一些金属的极限波长(单位:埃):b.光电子脱出物体时的初速度和照射光的频率有关而和发光强度无关。
这就是说,光电子的初动能只和照射光的频率有关而和发光强度无关。
c.阴极(发射光电子的金属材料)发射的光电子束和照射发光强度成正比。
d.从实验知道,产生光电流的过程非常快,一般不超过10的-9次方秒;停止用光照射,光电流也就立即停止。
这表明,光电效应是瞬时的。
e.爱因斯坦方程:hυ=(1/2)mv^2+I+W式中(1/2)mv^2是脱出物体的光电子的初动能。
金属内部有大量的自由电子,这是金属的特征,因而对于金属来说,I项可以略去,爱因斯坦方程成为hυ=(1/2)mv^ 2+W 假如hυ<W,电子就不能脱出金属的表面。
对于一定的金属,产生光电效应的最小光频率(极限频率) u0。
由hυ0=W确定。
相应的极限波长为λ0=C/υ0=hc/W。
发光强度增加使照射到物体上的光子的数量增加,因而发射的光电子数和照射光的强度成正比。
算式在以爱因斯坦方式量化分析光电效应时使用以下算式:光子能量= 移出一个电子所需的能量+ 被发射的电子的动能代数形式:hf=φ+Em φ=hf0 Em =(1/2)mv^2 其中h是普朗克常数,h = 6.63 ×10^-34 J·s,f是入射光子的频率,φ是功函数,从原子键结中移出一个电子所需的最小能量,f0是光电效应发生的阀值频率,Em是被射出的电子的最大动能,m是被发射电子的静止质量,v是被发射电子的速度注:如果光子的能量(hf)不大于功函数(φ),就不会有电子射出。
功函数有时又以W标记。
这个算式与观察不符时(即没有射出电子或电子动能小于预期),可能是因为系统没有完全的效率,某些能量变成热能或辐射而失去了。
爱因斯坦因成功解释了光电效应而获得1921年诺贝尔物理学奖。
基于外光电效应的电子元件有光电管、光电倍增管。
光电倍增管能将一次次闪光转换成一个个放大了的电脉冲,然后送到电子线路去,记录下来。
内光电效应当光照在物体上,使物体的电导率发生变化,或产生光生电动势的现象。
分为光电导效应和光生伏特效应(光伏效应)。
1 光电导效应在光线作用下,电子吸收光子能量从键合状态过度到自由状态,而引起材料电导率的变化。
当光照射到光电导体上时,若这个光电导体为本征半导体材料,且光辐射能量又足够强,光电材料价带上的电子将被激发到导带上去,使光导体的电导率变大。
基于这种效应的光电器件有光敏电阻。
2 光生伏特效应在光作用下能使物体产生一定方向电动势的现象。
基于该效应的器件有光电池和光敏二极管、三极管。
①势垒效应(结光电效应)光照射PN结时,若h?≧Eg,使价带中的电子跃迁到导带,而产生电子空穴对,在阻挡层内电场的作用下,电子偏向N区外侧,空穴偏向P区外侧,使P区带正电,N区带负电,形成光生电动势。
②侧向光电效应(丹培效应)当半导体光电器件受光照不均匀时,光照部分产生电子空穴对,载流子浓度比未受光照部分的大,出现了载流子浓度梯度,引起载流子扩散,如果电子比空穴扩散得快,导致光照部分带正电,未照部分带负电,从而产生电动势,即为侧向光电效应。
③光电磁效应半导体受强光照射并在光照垂直方向外加磁场时,垂直于光和磁场的半导体两端面之间产生电势的现象称为光电磁效应,可视之为光扩散电流的霍尔效应。
④贝克勒耳效应是指液体中的光生伏特效应。
当光照射浸在电解液中的两个同样电极中的一个电极时,在两个电极间产生电势的现象称为贝克勒耳效应。
感光电池的工作原理基于此效应。
3 光子牵引效应当光子与半导体中的自由载流子作用时,光子把动量传递给自由载流子,自由载流子将顺着光线的传播方向做相对于晶格的运动。
结果,在开路的情况下,半导体样品将产生电场,它阻止载流子的运动。
这个现象被称为光子牵引效应。
光电现象百科名片光电效应电磁辐射(可见光、紫外线、X 射线或γ射线)投射到物体(气、液、固)上被物体吸收,使这物体的电性质发生变化的现象。
它主要包括光电效应、光电离现象、光电导现象、光生伏打效应、俄歇效应、康普顿效应、光核效应。
目录[隐藏]光电效应光电离现象光电导现象光生伏打效应俄歇效应康普顿效应光核效应[编辑本段]光电效应在光辐照下,物体内部的电子获得足够的能量越过表面从物体内逸出,这种现象叫做光电发射效应,逸出的电子称为光电子。
每个光量子具有能量hv,其中h是普朗克常数,v是光的频率。
光子进入物体后与电子作用,如果电子是自由的,则吸收光子能量的电子,必须克服物体表面势垒的阻挡才能逸出物体表面,电子从金属表面逸出时所须作的功称为材料的逸出功或功函数,用符号W来表示。
因此,电子逸出表面时的最大动能是。
(1)如果固体中的电子是束缚的,则光子能量还必须大于原子的电离能。
纯金属的逸出功都比较高,它不但与材料有关,还与金属表面状态有关。
掺杂与表面化学处理是降低材料逸出功的一些具体办法。
绝缘体与半导体中电子的能量分布不同于金属的,逸出功也和金属的不同。
结果,人们发现不同材料,尽管逸出功相同,其光电产额(光电子数与入射光子数之比)和入射光子的能量关系并不一样。
低逸出功与高光电产额是一切近代光电材料所必须具备的指标,吸收光子与发射出光电子之间的时间延迟小于0.1n s。
[编辑本段]光电离现象当光辐照气体(或液体)时,如果光子能量大于分子(或原子)的电离能,则中性气体(或液体)的分子(或原子)被电离成电子与正离子,这一过程称为光电离现象。
[编辑本段]光电导现象材料在光的辐照下,其电导发生变化的现象。
在光辐照下,材料的电导通常是增大的,但也有少数相反情况。
导体的电导很大,在光的辐照下,电导不会发生明显的变化。
会发生明显变化的材料是半导体,因此,光电导现象是半导体的主要特征之一。
当半导体受到光辐照时,自由载流子(自由电子与空穴)增多、电导变大,直到电流-电压曲线达到饱和为止。
光电导中电子的基本过程取决于材料的能带结构以及材料中的杂质等因素。