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光效应代表作品 光电效应分类

光电效应指的是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,但某些薄膜型半导体被强白光照射会出现比Vg高的多的光生电压,70年代又发现光铁电体的反常光生伏特效应(APV)可产生1000V到100000V的电压,3.当一束光子能量不足以引起电子-空穴产生的激光照射在样本上,5.放电管两级间有光致电压(电流)...

光电效应分类?

光电效应分为三类,分别是外光电效应、内光电效应和光生伏特效应。光电效应指的是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。

光电效应的类别

1、外光电效应:指在光的照射下,材料中的电子逸出表面的现象。光电管及光电倍增管均属这一类。它们的光电发射极,即光明极就是用具有这种特性的材料制造的。

2、 内光电效应:指在光的照射下,材料的电阻率发生改变的现象,光敏电阻即属此类。

3、光生伏特效应:利用光势垒效应,光势垒效应指在光的照射下,物体内部产生一定方向的电势。光电池是基于光生伏特效应制成的,是自发电式有源器件。

光电效应的应用

1、光电探测器是对半导体光电效应的重要应用,其中光敏管是此类光电器件的重要组成部分,光电探测仪在生活和科技中都有着非常广泛的应用。

2、太阳能电池中也会应用到光电效应,太阳能电池成为宇宙飞船、人造卫星、空间站的重要长期电源。

光效应标志?

1.一般光生电压不会超过Vg=Eg/e,但某些 薄膜型 半导体被强白光照射会出现比Vg高的多的光生电压,称反常光生伏特效应。70年代又发现光铁电体的反常光生伏特效应(APV)可产生1000V到100000V的电压,且只出现在 晶体自发极化方向上。

2.将两个同样的电极浸在电解液中,其中一个被光照射,则在两电极间产生电位差,称为 贝克勒尔效应。

3.当一束光子能量不足以引起电子-空穴产生的 激光照射在样本上,可在光束方向上于样本两端建立电势差VL,其大小与光功率成正比,称为光子牵引效应。

4.用高能光子或电子从原子内层打出电子,同时产生确定能量的电子(俄歇电子),使原子、分子称为高阶 离子的现象称为俄歇效应。

5.放电管两级间有光致电压(电流)变化称为光电流效应。

光电效应是波尔还是爱因斯坦?

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(该频率称为极限频率threshold frequency)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。

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。

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。

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)。光频率大于某一临界值时方能发射电子,即截止频率,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到足够的能量,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。

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。

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,电流也随之增大。

光电效应是电离还是跃迁?

跃迁

根据爱因斯坦的理论,当光子照射到物体上时,它的能量可以被物体中的某个电子全部吸收。电子吸收光子的能量hυ后,能量增加,不需要积累能量的过程。如果电子吸收的能量hυ足够大,能够克服脱离原子所需要的能量(即电离能量)I和脱离物体表面时的逸出功(或叫做功函数)W,那末电子就可以离开物体表面脱逸出来,成为光电子,这就是光电效应。电子跃迁就是指原子的外层电子吸收能量超过了所在轨道的能级,而跳跃到离原子核更远的轨道上,但这样的电子不稳定,容易放出能量而返回原来的轨道,这部分放出的能量就表现为荧光。所以光电效应是电子跃迁造成的。

光电效应具体分哪几种?各自包括哪些常用光电传感元件?

光电效应分为外光电效应和内光电效应,其中内光电效应又分为光电导效应和光生伏特效应,光电导效应需要给电路加电压,而光生伏特不用。这三种光电效应的区分很简单,就是在光线作用下,它们电子的变化是不一样的。

①在光线作用下,电子逸出物体表面,物体的伏安特性发生了变化,这是外光电效应,如光电管,光电倍增管等。

外光电效应

②吸收光线能量后,电子不逸出,物体电阻率发生明显变化,这是光电导效应,如光敏电阻,光敏晶体管等;

光电导效应

③吸收光线能量后,电子不逸出,并在物体内部自建场里产生光电压,这是光生伏特效应,如光敏二极管,三极管和光电池等。

通过以上光电元件,我们可以把测量物的光变化转化成电变化。

比如利用光电管(外光电效应)作为接收器,制成光控制电器,可用于自动控制,进行自动计数、自动报警、自动跟踪等。当光照在光电管上时,光电管电路中产生电光流,经过放大器放大,使电磁铁磁化,然后把衔铁吸住;当光电管上没有光照时,光电管电路中没有电流,电磁铁与衔铁分离

再比如最常见的光敏二极管(光电导效应)。光电传感器光敏二极管的外型与一般二极管一样,只是它的管壳上开有一个嵌着玻璃的窗口,以便于光线射入,为增加受光面积,PN结的面积做得较大。当无光照时,它的反向电流很小,电路截止;当有光照时,载流子被激发,产生光电载流子,电路接通。

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