什么是内外光电效应及区别
光电效应总结知识讲解
★光电效应光电效应是物理学中一个重要而神奇的现象。
在高于某特定频率的电磁波照射下,某些物质内部的电子会被光子激发出来而形成电流,即光生电。
光电现象由德国物理学家赫兹于1887年发现,而正确的解释为爱因斯坦所提出。
科学家们在研究光电效应的过程中,物理学者对光子的量子性质有了更加深入的了解,这对波粒二象性概念的提出有重大影响定律定义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。
后两种现象发生在物体内部,称为内光电效应。
按照粒子说,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金属(如硒)上时,它的能量可以被该金属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。
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,电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。
普朗克常量的测定思考题
普朗克常量的测定思考题一、光电效应与内外光电效应与电光效应1、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)。
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干涉和衍射。
2、内外光电效应: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。
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。
后两种现象发生在物体内部,称为内光电效应。
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。
3、电光效应:是将物质置于电场中时物质的光学性质发生变化的现象。
某些各向同性的透明物质在电场作用下显示出光学各向异性物质的折射率因外加电场而发生变化的现象为电光效应。
电光效应包括泡克耳斯(Pockels)效应和克尔(Kerr)效应。
高三必修一物理知识点光电效应的现象
2019年高三必修一物理学问点光电效应的现象
中学最重要的阶段,大家肯定要把握好中学,多练习,为高考奋战,小编为大家整理了2019年高三必修一物理学问点,希望对大家有帮助。
光照耀到金属上,引起物质的电性质发生改变。
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放射、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。
后两种现象发生在物体内部,称为内光电效应。
赫兹于1887年发觉光电效应,爱因斯坦第一个胜利的说明了光电效应(金属表面在光辐照作用下放射电子的效应,放射出来的电子叫做光电子)。
光波长小于某一临界值时方能放射电子,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,而放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说明。
还有一点与光的波动性相冲突,即光电效应的瞬时性,按波动性理论,假如入射光较弱,照耀的时间要长一些,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。
正确的说明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
②内光电效应:物质受到光照后所产生的光电子 只在物质内部运动而不会逸出物质外部的现象称为内 光电效应。这种效应多发生于半导体内。内光电效应 又可以分为光电导效应和光生伏特效应。
光电检测技术基础
③光电导效应:是指半导体受光照射后,其内部 产生光生载流子,使半导体中载流子数显著增加而电 阻减小的现象,如光敏电阻。
1905年德国物理学家爱因 斯坦用光量子学说解释了 光电发射效应,获得1921 年诺贝尔物理学奖。
光电检测技术基础
1、斯托列托夫定律(光电发射第一定律) 当入射光线的频谱成分不变时,光电阴极的饱和 光电流 I k与被阴极所吸收的光通量 k成正比。即:
I k S kk 式中, S k 为表征光电发射灵敏度的系数。 是用光电探测器件进行光度测量、光电转换的一 个最重要的依据。
2、散粒噪声
散粒噪声:入射到光探测器表面的光子是随机 的,光电子从光电阴极表面逸出是随机的, PN结中通过结区的载流子数也是随机的,产 生载流子流的随机涨落。 散粒噪声也是白噪声,与频率无关。 散粒噪声是光电探测器的固有特性,对大多数 光电探测器的研究表明:散粒噪声具有支配地 位。 例如光伏器件的PN结势垒是产生散粒噪声的 主要原因。
5、信噪比
信噪比是判定噪声大小的参数。 是负载电阻上信号功率与噪声功率之比
PS I S2 RL I S2 S 2 2 N PN I N RL IN
若用分贝(dB)表示,为
I S2 IS S 10 lg 2 20 lg IN IN N
6、噪声等效功率(NEP)
器件的基本特性参数
响应特性 噪声特性 量子效率 线性度 工作温度
一)、响应特性
什么是内外光电效应及区别
什么是内外光电效应及区别
外光电效应:当光照射某种物质时,若入射的光子能量足够大,它和物质中的电子相互作用,致使电子逸出物质表面,这就是外光电效应,逸出物质表面的电子叫做光电子。
利用光电子发射材料可以制成各种光电器件。
光电倍增管(Phot omultiplier Tube)是一种建立在外光电效应、二次电子效应和电子光学理论基础上的,把微弱入射光转换成光电子并获倍增的真空光电发射器件。
内光电效应:现代很多光电探测器都是基于内光电效应,其中光激载流子(电子和空穴)保留在材料内部。
最重要的内光电效应是光电导,本征光电导体吸收一个光子,就会从价带激发到导带,产生一个自由电子,同时在价带产生一个空穴。
对材料施加的电场导致了电子和空穴都通过材料传输,并随
之在探测器的电路中产生电流。
基于内光电效应的探测器有光电导探测器,光伏探测器等等。
光电效应解析光线照射物质产生的电子截止电压
光电效应的应 用不仅在科学 技术领域有重 要意义,也在 日常生活中有 着广泛的应用, 如太阳能电池、 光电鼠标等。
光源:能够发 射紫外线的光
源
光电转换器: 能够将光能转 换为电能的设
备
实验环境:暗 室或低光照环
境
实验材料:金 属、玻璃等不 同材料作为光 电效应的研究
对象
准备实验器材:包括光电管、光源、电源等 调整光源:确保光源的波长在光电管的响应范围内 连接电路:将光电管接入电源,并确保电路连接正确 开始实验:逐渐增加光源的亮度,观察光电管输出的变化
1887年赫兹在实验中首先发现光电效应 1905年爱因斯坦提出光量子理论解释光电效应 光电效应在真空中的研究发现 光电效应在各种物质中的研究情况
金属表面光电效应:光子将电子从金属表面激发出来,形成光电流 半导体表面光电效应:光子将电子从半导体表面激发出来,形成光电流 内部光电效应:光子将电子从半导体内部激发出来,形成光电流 反向光电效应:光子将电子从负极板激发出来,形成光电流
实例:光谱仪、质谱仪、 红外光谱仪等
高速摄影技术 利用光电效应, 将高速运动的 过程记录下来, 为科学研究、 安全防护等领 域提供重要依
据。
光电子成像技 术利用光电效 应,将光信号 转换为电信号, 进而形成图像, 广泛应用于医 疗、军事、安
保等领域。
光电效应的应 用还包括光电 传感器、光电 倍增管等,这 些器件在测量、 控制、通信等 领域发挥着重
光子与物质相互作用过程中,物质 的温度、压强等因素也会影响光电 效应的发生。
电子跃迁:光子能量转化为电子动能 能量转换:光子能量被吸收后转换为电子动能 跃迁条件:光子能量大于或等于能级差 光电效应:光子能量使电子从束缚态跃迁至自由态
光电效应
光电效应它是光照射到某些物质上,使该物质的导电特性发生变化的一种物理现象,可分为外光电效应和内光电效应和光生伏特效应三类。
外光电效应是指,在光线作用下物体内的电子逸出物体表面向外发射的物理现象。
如光电管,光电倍增管。
1. 光电管结构与工作原理光电管有真空光电管和充气光电管或称电子光电管和离子光电管两类。
两者结构相似,如图。
它们由一个阴极和一个阳极构成,并且密封在一只真空玻璃管内。
阴极装在玻璃管内壁上,其上涂有光电发射材料。
阳极通常用金属丝弯曲成矩形或圆形,置于玻璃管的中央。
光电管原理是光电效应。
一种是半导体材料类型的光电管,它的工作原理光电二极管又叫光敏二极管,是光电管结构原理图利用半导体的光敏特性制造的光接受器件。
当光照强度增加时,PN结两侧的P区和N区因本征激发产生的少数载流子浓度增多,如果二极管反偏,则反向电流增大,因此,光电二极管的反向电流随光照的增加而上升。
光电二极管是一种特殊的二极管,它工作在反向偏置状态下。
2 光电倍增管当入射光很微弱时,普通光电管产生的光电流很小,只有零点几μA,很不容易探测。
这时常用光电倍增管对电流进行放大。
(1)结构和工作原理由光阴极、次阴极(倍增电极)以及阳极三部分组成。
光阴极是由半导体光电材料锑铯做成;次阴极是在镍或铜-铍的衬底上涂上锑铯材料而形成的,次阴极多的可达30级;阳极是最后用来收集电子的,收集到的电子数是阴极发射电子数的105~106倍。
即光电倍增管的放大倍数可达几万倍到几百万倍。
光电倍增管的灵敏度就比普通光电管高几万倍到几百万倍。
因此在很微弱的光照时,它就能产生很大的光电流。
(2)主要参数倍增系数M等于n个倍增电极的二次电子发射系数δ的乘积。
如果n个倍增电极的δ都相同,则M= δn因此,阳极电流I 为I = i ·δn i —光电阴极的光电流n---光电倍增级(一般9~11)。
这样,光电倍增管的电流放大倍数β为β=1/i=δn光电倍增管的倍增级的结构有很多形式,它的基本结构是把光电阴极与个倍增级和阳极隔开,以防止光电子的散射和阳极附近形成的正离子向阴极返回,产生不稳定现象;另外,要使电子从一个倍增级发射出来无损失的至下一集倍增级。
光电效应的种类及应用
・
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中学物理
物 理与 科技 ・
光 电 效 应 的 种 类 及 应 用
梅燕琴
( 宜兴市官林 中学
1 光 电 效 应 的 定 义
江苏 宜兴 2 45 ) 12 1
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 , 为内光 电效应. 称
图3
多少 k ?设 大气压强不变) g(
解析 本题 研究 对 象若 只盯 着变 化前后 房 间 内的气 体 , 由于状态变化引起房 间内气体的质量变化而无法运用 则 理想气体状态方程求解 . 中学 阶段似不 可解 , 但本 题只要转 换研究对象 , 假设跑 出去 的气 体用一个 无形 应 用
在光 ( 包括不 可见 光) 的照射 下 , 光 的作用下 , 内 在 物体 的电子逸 出物体表 面向外发射的现 象叫做外光电效应. 发射 出 的 电子 叫做 光 电子 . 来 中学 物理 中讨 论 的就 是 外 光 电
效应 .
() 电效应实验 1光 a如图 1 . 所示 , 光线经石英窗照在 阴极上 , 便有 电子逸出
1 / u- - -
感应强度为 B 的匀强磁场 中以恒定 角速 度 匀速转动 ,
如 图 3 通 过 线 框 的 磁 通 量 为 =
B Ls w, i t 线框 中 的感应 电动 势最 大值 n 为£ : B 只要把本题 的情境转化为 L ∞, 图 3的情境 , 就可 知道 本题线框 的感 应 电
动势的最大值也该是 e = B 。 L ∞。
4 巧 构 物 理 模型 例 4 如 图 4所 示 . 弦 轨 道 半 径 R 圆
简述外光电效应
简述外光电效应
外光电效应是指当物体接收外界光线,就会由内而外释放电子,形成单向电流,这种物理现象就被称为外光电效应。
它出现于19世
纪末,是1918年威斯康辛大学的美国物理学家艾尔弗雷德卡雷尔发
现的。
外光电效应可以把光能转化成电能,是太阳能发电的重要基础,也可以显示物体表面的结构,因此在工业领域它应用非常广泛,例如太阳能电池、光电管等。
外光电效应的原理是光子能被物体的表面吸收,进而激发电子从物体的表面释放出来,从而形成电流流动。
电子的释放通常来自于光子撞击物体的表面结构,引起表面电子的释放,形成电流。
外光电效应的实验结果充分表明,光子的能量决定电流的大小,而电子释放的方向则取决于物体的表面结构。
实验也表明,外光电效应的电流方向受到光照本身方向和物体表面结构的共同影响。
根据研究发现,由于外光电效应的出现,这种能量转换的方式比较有效,它可以在太阳能发电的过程中起到支撑作用。
以及制作传感器中也有着关键性的作用,可以检测到光线折射以及反射强度,根据光线相对应的变化可以进行感应。
此外,外光电效应也可以应用在医学上,例如在肝脏癌的检测方面。
因为癌细胞的表面结构不同于普通细胞,在外光电效应作用下,癌细胞会释放出大量电子,这就可以用来检测癌细胞的存在。
从以上可以看出,外光电效应是一种非常有效且实用的物理现象,
它的出现为太阳能发电和传感器的研究提供了新的方法,从技术上为我们提供了更多的可能。
此外,它也可以在医学上应用,为癌细胞的检测提供了一种新的方法,希望未来可以更进一步地研究这一现象,以使其有更多的实际应用。
简述外光电效应,内光电效应,光生伏特效应
光电效应是指物质在光照射下发生的电子的发射或者电子和正空穴对的形成现象。
光电效应是由于光子能量的吸收而产生的电子激发现象,是一种光与物质相互作用的基本过程。
光电效应主要有外光电效应、内光电效应和光生伏特效应三种。
一、外光电效应1. 外光电效应是指当光线照射在金属或其他导体的表面上,使得金属表面电子呈现出逸出的现象。
外光电效应是由光子能量将金属表面电子激发出金属而引起的。
2. 外光电效应的条件是光子的能量大于金属的功函数值,才能将金属内的电子激发出来。
外光电效应不受外界电场的影响,而且随着光强的增大,逸出的电子速度也会增大。
二、内光电效应1. 内光电效应是指当光线射入半导体或绝缘体时,在其内部也会出现一些电子空穴对,这种现象称为内光电效应。
2. 内光电效应的条件是光子能量大于材料的带隙宽度,才能发生内光电效应。
内光电效应的特点是光子能量小于带隙宽度时,材料内部产生的电子空穴对会很少。
3. 内光电效应的影响是可以通过内光电效应来传输信息和能量,因而在半导体光电器件中有着重要的应用。
三、光生伏特效应1. 光生伏特效应是指当光线穿过PN结时,使PN结两侧出现电势差和电场分布的变化,这种现象称为光生伏特效应。
2. 光生伏特效应的主要原因是光生载流子因电场的影响而发生漂移或扩散,从而在PN结两侧产生电势差。
光生伏特效应是光电二极管和太阳能电池等器件的工作原理基础。
3. 光生伏特效应对于太阳能电池来说具有重要的意义,可以充分利用光能转化为电能的效应,是太阳能电池高效率能源转换的重要物理基础。
在总结一下:- 外光电效应主要发生在金属或导体表面,是光子能量将金属表面电子激发出金属而引起的。
- 内光电效应主要发生在半导体或绝缘体中,是光子能量激发材料内部电子空穴对的现象。
- 光生伏特效应主要发生在PN结中,是光生载流子因电场的影响而产生电势差的现象。
通过对光电效应三种形式的了解,可以更深入地了解光与物质之间的相互作用,为相关器件与技术的研发和应用提供了重要的理论基础。
内外光电效应
光照射到某些物质上,引起物质的电性质发生变化,这类光致电变的现象统称为光电效应。
光电效应一般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。
一、外光电效应在光线的作用下,物体内的电子逸出物体表面向外发射的现象称为外光电效应。
向外发射的电子叫做光电子。
基于外光电效应的光电器件有光电管、光电倍增管等。
光子是具有能量的粒子,每个光子的能量:E=hvh—普朗克常数,×10-34J·s;ν—光的频率(s-1)根据爱因斯坦假设,一个电子只能接受一个光子的能量,所以要使一个电子从物体表面逸出,必须使光子的能量大于该物体的表面逸出功,超过部分的能量表现为逸出电子的动能。
外光电效应多发生于金属和金属氧化物,从光开始照射至金属释放电子所需时间不超过10-9s。
根据能量守恒定理E=hv-W该方程称为爱因斯坦光电效应方程。
二、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垒效应(结光电效应)光照射PN结时,若hf≧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。
光电效应的定义及分类
•
1 905 年,爱因斯坦提出光子假设,成功解释了光电效应,因此获得1 921 年诺贝尔物理奖。
伟大的瞬间——号称汇集全球三分之一智慧的照片
这张照片是1 927 年第五届索尔维会议(布鲁塞尔)参加者的合影。
光电效应的定义
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
发展历史
• 光电效应由德国物理学家赫兹于1 887 年在证明波动理论实验中首次发现,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火花。对发展量子理 论起了根本性作用。
•
1 902 年,勒纳德(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
1905年爱因斯坦提出光子假设成功解释了光电效应因此获得1921年诺贝尔物理奖伟大的瞬间号称汇集全球三分之一智慧的照片这张照片是1927年第五届索尔维会议布鲁塞尔参加者的合影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
光电效应的定义及分类
Definition and classification of photoelectric effect
光电效应的分类
1 、外光电效应 —— 在光线作用下,能使电子逸出物体表面的现象称为外光电 效应,也称光电发射效应。如光电管、光电倍增管 2 、光电导效应 —— 在光线作用下,物体的电导性能改变的现象称为内光电效 应。如光敏电阻 3 、光生伏特效应 —— 在光线作用下,能使物体产生一定方向的电动势的现象 称为光生伏特效应,即阻挡层光电效应。如光电池、光敏晶体管。
内光电效应
光电效应的分类
常用光电传感器
名称
外光电效应定义
外光电效应定义外光电效应是指一个物体在外界光照射下产生的电子发射现象。
简单来说,就是用光照射某个物质,使该物质中的电子得到释放,从而产生电流的现象。
这一现象被广泛应用于许多现代科技领域,例如太阳能电池、光电探测器、电子显微镜等等。
下面分步骤阐述外光电效应的定义。
第一步,物质吸收光能。
当外界光线照射到一个物质上时,其中的电子将吸收入该物质的内部。
这些电子通过吸收光线能量变得更加活跃,能够克服与周围原子之间的束缚力。
第二步,电子发射。
一旦光子进入一个物体,它就会被物体中的原子或分子吸收,并改变其能量状态。
如果光子的能量足够高,那么它可以将一个电子从原子或分子内部的壳层中释放出来。
这个过程称为外光电效应。
第三步,电子运动。
被释放的电子受到照射光线的影响,开始运动,并向外移动。
由于它们带有负电荷,因此形成了一个电流。
这个电流可以被测量,用来确定外界光线的功率和其他参数。
第四步,电子数量和能量。
外光电效应的结果取决于照射物质的特性和光线的强度,包括光子的数量和能量。
如果光子数量足够大,它们可以引起许多电子的释放,导致大量的电流产生。
同时,光子的能量也会影响该过程,因为只有具有足够能量的光子才能克服原子中电子的束缚力。
总之,外光电效应是指物质受到外界光线照射时产生电子发射的现象。
它是一种重要的现代科技应用,例如太阳能电池和光电探测器。
通过控制光子的数量和能量,我们可以利用外光电效应来实现一系列灵活和高效的能量转换和探测技术。
光电效应的类型
光电效应的类型
嘿,朋友们!今天咱来聊聊光电效应的那些事儿。
你说光电效应像啥呢?就好比是一场奇妙的“光与电子的舞蹈”。
光啊,就像个调皮的指挥家,用它独特的节奏指挥着电子们跳动起来。
光电效应有外光电效应和内光电效应之分呢。
外光电效应呀,就像是电子们听到了光的召唤,“嗖”地一下就跑出去啦!你看那光电管,就是利用外光电效应来工作的。
想象一下,光一照过来,电子就迫不及待地冲出来,多有意思呀!
内光电效应呢,又分成光电导效应和光生伏特效应。
光电导效应就好像是光给电子们打开了一道神奇的门,让它们能更顺畅地流动起来,从而改变了材料的电导。
这就像是原本堵塞的道路,被光这么一照,一下子就通畅啦!
而光生伏特效应呢,就更神奇啦!就像是光给电子们注入了一股神奇的力量,让它们产生了电压。
太阳能电池不就是利用这个原理嘛!太阳光照过来,电子们就开始努力工作,产生电能,给我们的生活带来便利。
咱再想想,要是没有光电效应,那我们的生活得失去多少乐趣和便利呀!没有光电管,那些精密的测量仪器可怎么办?没有太阳能电池,我们怎么享受清洁的能源呢?
光电效应可不是孤立存在的哦,它和我们的生活息息相关。
就像我们每天都离不开阳光一样,光电效应也在默默地为我们服务着。
所以呀,可别小看了这光电效应。
它就像一个隐藏在科学世界里的小宝藏,等待着我们去发现和利用。
下次当你看到光电管或者太阳能电池的时候,可别忘了想想这背后神奇的光电效应哦!它真的是太奇妙啦,不是吗?光电效应,就是这样一个充满魅力和神奇的存在呀!
原创不易,请尊重原创,谢谢!。
高三必修一物理知识点光电效应的现象
高三必修一物理知识点光电效应的现象
高中最重要的阶段,大家一定要把握好高中,多练习,为高考奋战,小编为大家整理了高三必修一物理知识点,希望对大家有帮助。
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。
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。
2光电效应
反向遏止电压 |U 0 | ν ∝ 与光强无关。 与光强无关。
o ν0 ν0 ν0
ν
8
④.当ν > ν0 时,光 当 电流正比于光强。 电流正比于光强。 ⑤.当ν > ν0时,光电效 当 应是瞬时的, 应是瞬时的,时间 <10−9s。
光电流I 光电流
入射光强
o
9
二、光的波动性的缺陷 1.光电子初态动能只与光频率ν 成正比,而 光电子初态动能只与光频率 成正比, 与入射光强无关无法解释 无法解释。 与入射光强无关无法解释。 2.截止频率无法解释。 截止频率无法解释。 截止频率无法解释 3.光电效应的瞬时性无法解释。 光电效应的瞬时性无法解释。 光电效应的瞬时性无法解释
6.63 × 10 × 3 × 10 −19 = = 9.95 × 10 J −9 20 × 10
8
−34
λ
动量
P=
h
λ
−34
6.63 × 10 = −9 20 × 10
= 3.3 × 10
−26
kgm/s
23
质量
m=
ε
2
c −19 9.95 × 10 = 8 2 (3 × 10 )
= 1.11 × 10
15
就连量子物理创始人普朗克也认为太过分 了。他在1907年给爱因斯坦的信中写到: 他在 年给爱因斯坦的信中写到: 年给爱因斯坦的信中写到 “我为基本量子(光量 我为基本量子( 我为基本量子 子)所寻找的不是它在 真空中的意义, 真空中的意义,而是它 在吸收和发射地方的意 义,并且我认为真空中 过程已由麦克斯韦方程 作了精辟的描述” 作了精辟的描述”。直 到1913年他还对光子持 年他还对光子持 否定态度。 否定态度。
光电效应总结
★光电效应光电效应是物理学中一个重要而神奇的现象。
在高于某特定频率的电磁波照射下,某些物质内部的电子会被光子激发出来而形成电流,即光生电。
光电现象由德国物理学家赫兹于1887年发现,而正确的解释为爱因斯坦所提出。
科学家们在研究光电效应的过程中,物理学者对光子的量子性质有了更加深入的了解,这对波粒二象性概念的提出有重大影响定律定义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。
后两种现象发生在物体内部,称为内光电效应。
按照粒子说,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金属(如硒)上时,它的能量可以被该金属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。
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,电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。
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什么是内外光电效应及区别
外光电效应:当光照射某种物质时,若入射的光子能量足够大,它和物质中的电子相互作用,致使电子逸出物质表面,这就是外光电效应,逸出物质表面的电子叫做光电子。
利用光电子发射材料可以制成各种光电器件。
光电倍增管(Phot omultiplier Tube)是一种建立在外光电效应、二次电子效应和电子光学理论基础上的,把微弱入射光转换成光电子并获倍增的真空光电发射器件。
内光电效应:现代很多光电探测器都是基于内光电效应,其中光激载流子(电子和空穴)保留在材料内部。
最重要的内光电效应是光电导,本征光电导体吸收一个光子,就会从价带激发到导带,产生一个自由电子,同时在价带产生一个空穴。
对材料施加的电场导致了电子和空穴都通过材料传输,并随
之在探测器的电路中产生电流。
基于内光电效应的探测器有光电导探测器,光伏探测器等等。