光电效应及其应用

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1、实用标准文档目录摘要1ABSTRACT11光电效应的概念11.1光电导效应21.2光生伏特效应22光电效应的实验规律23光电效应和经典理论的矛盾处34光电效应的科学解释35光电效应的物理意义36光电效应在近代技术中的应用46.1常用的光电器件46.2常用光电器件的检测5结语6参考文献6文案大全实用标准文档光电效应及其应用摘要:本文介绍了光电效应的发现及发展，简要叙述了爱因斯坦的光量子假说对光电效应的解释及通过实验来验证了爱因斯坦的光量子假说对光电效应解释的正确性。并介绍了光电效应在现代科学技术中的应用。关键词:光电效应；光量子；频率；相对论T

2、hephotoelectriceffectanditsapplicationAbsract：Thispassageintroducethediscoveryanddevelopmentofphoto-electr-iceffect,itbriefintroduceEinstein'slightquantahypothesis'scontributetoexplainin-gphoto-electriceffectandtheoryphysics，italsointroducetheapplicationofphoto-electriceffe

3、ctinmodernscientifictechnology.Keywords：Photoelectriceffect；Lightquantum；Frequency；TheoryofRelativity引言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被人们统称为光电效应（Photoelectriceffect）。光照射到某些物质上，有电子从物质表面发射出来的现象称之为光电效应（Photoelectriceffect）。这一现象最早是1887年赫兹在实验研究麦克斯韦电磁理论时偶然发现的。之后霍尔瓦克斯、J·J·汤姆孙、勒纳德

4、分别对这种现象进行了系统研究，命名为光电效应，并得出一些实验规律。1905年，爱因斯坦在《关于光的产生和转化的一个启发性观点》一文中，用光量子理论对光电效应进行了全面的解释。1916年，美国科学家密立根通过精密的定量实验证明了爱因斯坦的理论解释，从而也证明了光量子理论，使其逐渐地被人们所接受。1光电效应的概念光电效应分为：外光电效应和内光电效应。光电效应中多数金属中的光电子只能从靠近金属表面内的浅层(小于)逸出，不能从金属内深层逸出的结论。光波能量进入金属表面后不到1的距离就基本被吸收完了[1]。外光电效应是被光激发产生的电子逸出物质表面，形

5、成真空文案大全实用标准文档中的电子的现象。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。分为光电导效应和光生伏特效应。1.1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。1.2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如图1。基于该效应的器件有光

6、电池和光敏二极管、三极管。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。图1光电效应2光电效应的实验规律(1)每一种金属在产生光电效应是都存在极限频率（或称截止频率），即照射光的频率不能低于某一临界值。只有当光的频率大于一定值时，才有光电子发射出来；如果入射光的频率低于极限频率时，不论光的强度多大，照射时间多长，都无法使电子逸出[2]。(2)光电效应中产生的光电子的速度与光的频率有关，而与光强无关。(3)光电效应的瞬时性。实验发现，只要光的频率高于金属的极限频率

7、，光的亮度无论强弱，光子的产生都几乎是瞬时的，即几乎在照到金属时立即产生光电流。响应时间不超过。(4)入射光的强度只影响光电流文案大全实用标准文档的强弱，即只影响在单位时间内由单位面积是逸出的光电子数目。在光颜色不变的情况下，入射光越强，饱和电流越大，即一定颜色的光，入射光越强，一定时间内发射的电子数目越多[3]。3光电效应和经典理论的矛盾处在光电效应中，要释放光电子显然需要有足够的能量。根据经典电磁理论，光是电磁波，电磁波的能量决定于它的强度，即只与电磁波的振幅有关，而与电磁波的频率无关。而实验规律中的第一、第二两点显然用经典理论无法解释。

8、第三条也不能解释，因为根据经典理论，对很弱的光要想使电子获得足够的能量逸出，必须有一个能量积累的过程而不可能瞬时产生光电子。所有这些实际上已经曝露出了经典理论的缺陷