什么是外部光電效應和內部光電效應?外部光電效應:金屬表面通過吸收入射光子流的能量從而釋放電子,形成光生電流(真空光電二極管,光電倍增管)
內部光電效應:通過吸收入射光子產生自由電荷載流子,例如PN結光電二極管,PIN光電二極管,雪崩光電二極管
什么是內光電效應和外光電效應?

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內光電效應:光電效應的一種,主要由于光量子作用,引發物質電化學性質變化 。內光電效應又可分為光電導效應和光生伏特效應 。外光電效應:物質吸收光子并激發出自由電子的行為 。當金屬表面在特定的光輻照作用下,金屬會吸收光子并發射電子,發射出來的電子叫做光電子 。光的波長需小于某一臨界值時方能發射電子,其臨界值即極限頻率和極限波長 。內光電效應半導體材料的價帶與導帶間有一個帶隙,其能量間隔為Eg 。價帶中的電子不會自發地躍遷到導帶,所以半導體材料的導電性遠不如導體 。但如果通過某種方式給價帶中的電子提供能量,就可以將其激發到導帶中,形成載流子,增加導電性 。光照就是一種激勵方式 。當入射光的能量hν≥Eg 。以上內容參考:百度百科-內光電效應
什么是光電效應

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光電效應是一個很重要而神奇的現象,簡單來說,具體指在一定頻率光子的照射下,某些物質內部的電子會被光子激發出來而形成電流,從能量轉化的角度來看,這是一個光生電,光能轉化為電能的過程 。光電效應的公式:hv=ek+w 。其中,hv是光頻率為v的光子所帶有的能量,h為普朗克常量,v是光子的頻率,ek是電子的最大初動能,w是被激發物質的逸出功 。一、光電效應的基本性質1、每一種金屬在產生光電效應時都存在極限頻率,或稱截止頻率,即照射光的頻率不能低于某一臨界值 。相應的波長被稱做極限波長,或稱紅限波長,當入射光的頻率低于極限頻率時,無論多強的光都無法使電子逸出 。2、光電效應中產生的光電子的速度與光的頻率有關,而與光強無關 。3、光電效應的瞬時性 。實驗發現,即幾乎在照到金屬時立即產生光電流,響應時間不超過十的負九次方秒( 1ns ) 。4、入射光的強度只影響光電流的強弱,即只影響在單位時間單位面積內逸出的光電子數目 。二、光電效應的逸出功逸出功指的是,光照射金屬時,電子從金屬表面逃逸必須要克服束縛而做的功 。常用單位是電子伏特eV,金屬材料的逸出功不但與材料的性質有關,還與金屬表面的狀態有關,在金屬表面涂覆不同的材料可以改變金屬逸出功的大小 。當外界的光能量低于逸出功時,不會發生光電效應 。三、理解光電效應需注意的幾個地方1、體現的是粒子性 。2、光電效應的發生條件是光子頻率必須大于等于截止頻率,即光子能量要夠大 。3、光電效應發生時間極短,沒有滯后 。4、一個光子對應一個電子,激發出來的叫光電子 。5、光的強度增加,指的是單位時間內的光子個數增加 。光強的增加會增加電流的大小,不會增加電子的初動能 。擴展資料:光電效應現象是赫茲在做證實麥克斯韋的電磁理論的火花放電實驗時,偶然發現的,而這一現象卻成了突破麥克斯韋電磁理論的一個重要證據 。愛因斯坦在研究光電效應時給出的光量子解釋,不僅推廣了普朗克的量子理論,證明波粒二象性不只是能量才具有,光輻射本身也是量子化的,同時為唯物辯證法的對立統一規律提供了自然科學證據,具有不可估量的哲學意義 。這一理論還為波爾的原子理論和德布羅意物質波理論奠定了基礎,密立根的定量實驗研究不僅從實驗角度為光量子理論進行了證明,同時也為波爾原子理論提供了證據 。1905年,愛因斯坦把普朗克的量子化概念進一步推廣 。他指出,不僅黑體和輻射場的能量交換是量子化的,而且輻射場本身就是由不連續的光量子組成,每一個光量子的能量與輻射場頻率之間滿足ε=hν,即它的能量只與光量子的頻率有關,而與強度(振幅)無關 。根據愛因斯坦的光量子理論,射向金屬表面的光,實質上就是具有能量ε=hν的光子流 。如果照射光的頻率過低,即光子流中每個光子能量較小,當他照射到金屬表面時,電子吸收了這一光子,它所增加的ε=hν的能量仍然小于電子脫離金屬表面所需要的逸出功,電子就不能脫離開金屬表面,因而不能產生光電效應 。如果照射光的頻率高到能使電子吸收后其能量足以克服逸出功而脫離金屬表面,就會產生光電效應 。此時逸出電子的動能、光子能量和逸出功之間的關系可以表示成:光子能量-移出一個電子所需的能量(逸出功)=被發射的電子的最大初動能 。即:Εk(max)=hv-W0,這就是愛因斯坦光電效應方程 。參考資料來源:百度百科:光電效應
什么是光電效應?有哪幾類?與之對應的光電元件有哪些光電效應是指,當光線照射在金屬表面時,金屬中有電子逸出的現象,稱為光電效應.逸出的電子稱為光電子 。
光電效應發生的原因是金屬表面的電子吸收外界的光子, 克服金屬的束縛而逸出金屬表面 。
如帶電小鋅球在紫外線照射下會失去負電荷帶上正電 。不同的金屬發生光電效應的最小光頻率是不同的 。
赫茲在1887年發現了光電效應 。
光電效應分為光電子發射、光電導效應和光生伏特效應.前一種現象發生在物體表面,又稱外光電效應.后兩種現象發生在物體內部,稱為內光電效應.
高中我們學習的那個光電效應是外光電效應.
光電導效應就是電導隨光照而變化.基于這種效應的光電器件有光敏電阻和光敏二極管與三極管
光生伏特效應是光照引起PN結兩端產生電動勢的效應,基于光生伏特效應原理工作的光電器件有光電池.
光電效應有哪幾種?與之對應的光電元件各是那些?光電效應分為光電子發射、光電導效應和光生伏特效應 。前一種現象發生在物體表面,又稱外光電效應 。后兩種現象發生在物體內部,稱為內光電效應 。
光電子發射:現在常用的半導體發光材料基本上都可以屬于這一類,常見的元器件有LED(發光二極管) 。
光電導效應:光敏電阻 。
光伏特效應:光伏板(太陽能電池板)
PS:是的,所謂外光電效應是指現象發生在物體表面,而內光電效應則是發生在物體內部 。光電子發射屬于外光電效應,而其他兩種則是內光電效應 。
什么是內光電效應和外光電效應

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內光電效應是被光激發所產生的載流子(自由電子或空穴)仍在物質內部運動,使物質的電導率發生變化或產生光生伏特的現象 。外光電效應是被光激發產生的電子逸出物質表面,形成真空中的電子的現象 。外光電效應是一種體效應,其過程分三個步驟:第一步:體內電子吸收光子能量被激發躍遷到高能級;第二步:被激發的電子向表面運動,運動過程中會與其它電子或晶格碰撞,失去部分能量;第三步:克服表面勢壘的束縛逸出表面 。內光電效應的應用1、太陽能電池PN結光伏效應的一個重要的應用,是利用光照射時,PN結產生的光生電壓制造把太陽光能轉化成電能的器件——太陽電池 。制造太陽電池的材料主要有硅(Si)、硫化鎘(CdS)和砷化鎵(GaAs)等 。現在仍有很多新型高效材料正在研究實驗中 。目前,太陽電池的應用已十分廣泛 。它已成為宇宙飛船、人造衛星、空間站的重要長期電源 。在其它方面的應用也十分普遍 。2、光電探測器光電探測器也是對半導體光電效應的重要應用 。光電探測器是指對各種光輻射進行接收和探測的器件 。其中光敏管是此類光電器件的重要組成部分 。它與我們高中教材傳感器實驗中研究的光敏電阻都是實行光電信號轉化的裝置 。光電探測器在科技、生活、生產和國防建設中都有著重要的應用 。例如數碼照相機、數碼攝像機、天文顯微鏡、GPS全球定位系統、氣象衛星拍攝的氣象云圖、巡航導彈目標定位等等 。
內外光電效應的區別是什么?1.外光電效應指在光的照射下,材料中的電子逸出表面的現象 。光電管 及 光電倍增管 均屬這一類 。它們的光電發射極,即光明極就是用具有這種特性的 材料制造 的 。2.內光電效應指在光的照射下,材料的電阻率發生改變的現象 。光敏電阻即屬此類 。光電效應光照射到某些物質上 , 引起物質的電性質發生變化 , 這類光致電變的現象統稱為光電 效應 。光電效應一般分為外光電效應和內光電效應 。內光電效應是被光激發所產生的載流子 (自由電子或空穴)仍在物質內部運動,使物質的電導率發生變化或產生光生伏特的現象 。外光電效應是被光激發產生的電子逸出物質表面,形成真空中的電子的現象 。一、 外光電效應在光線的作用下, 物體內的電子逸出物體表面向外發射的現象稱為外 光電效應 。向外發射的電子叫做光電子 。基于外光電效應的光電器件有光電管、 光電倍增管 等 。光子是具有能量的粒子,每個光子的能量:E=hvh— 普朗克常數, 6.626×10-34J·s ; ν— 光的頻率(s -1)根據愛因斯坦假設,一個電子只能接受一個光子的能量,所以要使一個電 子從物體表面逸出, 必須使光子的能量大于該物體的表面逸出功, 超過部分的能量表現為逸 出電子的動能 。外光電效應多發生于金屬和金屬氧化物, 從光開始照射至金屬釋放電子所需 時間不超過 10-9s。根據能量守恒定理E=hv-W該方程稱為愛因斯坦光電效應方程 。二、 內光電效應當光照在物體上, 使物體的電導率發生變化, 或產生光生電動勢的 現象 。分為光電導效應和光生伏特效應(光伏效應)。1 光電導效應在光線作用下, 電子吸收光子能量從鍵合狀態過度到自由狀態, 而引 起材料電導率的變化 。當光照射到光電導體上時, 若這個光電導體為本征半導體材料, 且光 輻射能量又足夠強,光電材料價帶上的電子將被激發到導帶上去,使光導體的電導率變大 。基于這種效應的光電器件有光敏電阻 。2 光生伏特效應在光作用下能使物體產生一定方向電動勢的現象 。基于該效應的 器件有光電池和光敏二極管、三極管 。① 壘效應(結光電效應)光照射 PN 結時,若 hf ≧ Eg ,使價帶中的電子躍遷到導 帶,而產生電子空穴對,在阻擋層內電場的作用下,電子偏向 N 區外側,空穴 偏向 P 區外側,使 P 區帶正電, N 區帶負電,形成光生電動勢 。② 側向光電效應(丹培效應)當半導體光電器件受光照不均勻時,光照部分產生 電子空穴對,載流子濃度比未受光照部分的大,出現了載流子濃度梯度,引起 載流子擴散,如果電子比空穴擴散得快,導致光照部分帶正電,未照部分帶負 電,從而產生電動勢,即為側向光電效應 。③ 光電磁效應半導體受強光照射并在光照垂直方向外加磁場時, 垂直于光和磁場 的半導體兩端面之間產生電勢的現象稱為光電磁效應, 可視之為光擴散電流的 霍爾效應 。④貝克勒耳效應是指液體中的光生伏特效應 。當光照射浸在電解液 中的兩個同樣電極中的一個電極時, 在兩個電極間產生電勢的現象稱為貝克勒 耳效應 。感光電池的工作原理基于此效應 。
光電效應分為外光電效應和內光電效應正確嗎光電效應分為外光電效應和內光電效應是正確的 。光電效應分為:外光電效應和內光電效應 。內光電效應是被光激發所產生的載流子(自由電子或空穴)仍在物質內部運動,使物質的電導率發生變化或產生光生伏特的現象 。外光電效應在光的作用下,物體內的電子逸出物體表面向外發射的現象叫做外光電效應 。外光電效應的一些實驗規律a.僅當照射物體的光頻率不小于某個確定值時,物體才能發出光電子,這個頻率叫做極限頻率(或叫做截止頻率),相應的波長λ0叫做極限波長 。b.光電子脫出物體時的初速度和照射光的頻率有關而和發光強度無關 。這就是說,光電子的初動能只和照射光的頻率有關而和發光強度無關 。c.在光的頻率不變的情況下,入射光越強,相同的時間內陰極(發射光電子的金屬材料)發射的光電子數目越多d.從實驗知道,產生光電流的過程非常快,一般不超過10的-9次方秒;停止用光照射,光電流也就立即停止 。這表明,光電效應是瞬時的 。
內外光電效應分別有哪些?各是什么含義? 1.外光電效應光照在照在光電材料上,材料表面的電子吸收的能量,若電子吸收的能量足夠大,電子會克服束縛逸出表面,從而改變光電子材料的導電性,這種現象成為外光電效應 。根據愛因斯坦的光電子效應,光子是運動著的粒子流,每種光子的能量為hv(v為光波頻率,h為普朗克常數),由此可見不同頻率的光子具有不同的能量,光波頻率越高,光子能量越大 。假設光子的全部能量交給光子,電子能量將會增加,增加的能量一部分用于克服正離子的束縛,另一部分轉換成電子能量 。根據能量守恒定律:由上可知,要使光電子逸出陰極表面的必要條件是hv>w 。由于不同材料具有不同的逸出功,因此對每一種陰極材料,入射光都有一個確定的頻率限,當入射光的頻率低于此頻率限時,不論光強多大,都不會產生光電子發射,此頻率限稱為“紅限” 。2.內光電效應當光照射到半導體表面時,由于半導體中的電子吸收了光子的能量,使電子從半導體表面逸出至周圍空間的現象叫外光電效應 。利用這種現象可以制成陰極射線管、光電倍增管和攝像管的光陰極等 。半導體材料的價帶與導帶間有一個帶隙,其能量間隔為Eg 。一般情況下,價帶中的電子不會自發地躍遷到導帶,所以半導體材料的導電性遠不如導體 。但如果通過某種方式給價帶中的電子提供能量,就可以將其激發到導帶中,形成載流子,增加導電性 。光照就是一種激勵方式 。當入射光的能量hν≥Eg( Eg為帶隙間隔)時,價帶中的電子就會吸收光子的能量,躍遷到導帶,而在價帶中留下一個空穴,形成一對可以導電的電子——空穴對 。這里的電子并未逸出形成光電子,但顯然存在著由于光照而產生的電效應 。因此,這種光電效應就是一種內光電效應 。從理論和實驗結果分析,要使價帶中的電子躍遷到導帶,也存在一個入射光的極限能量,即Eλ=hν0=Eg,其中ν0是低頻限(即極限頻率ν0=Egh) 。這個關系也可以用長波限表示,即λ0=hcEg 。入射光的頻率大于ν0或波長小于λ0時,才會發生電子的帶間躍遷 。當入射光能量較小,不能使電子由價帶躍遷到導帶時,有可能使電子吸收光能后,在一個能帶內的亞能級結構間(即圖1中每個能帶的細線間)躍遷 。
什么是內光電效應?什么是外光電效應光電效應有外光電效應、內光電效應和光生伏特效應三種 。基于外光電效應的光電元件有光電管、光電倍增管等;基于內光電效應的光電元件有光敏電阻、光敏晶體管等;基于光生伏特效應的光電元件有光電池等 。
光電效應是什么什么是光電效應
光電效應可分為哪三種類型,能否說明傳感器的原理并分別列出以之為基礎的光電傳感器?

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電效應可分為:1、外光電效應:指在光的照射下,材料中的電子逸出表面的現象 。光電管及光電倍增管均屬這一類 。它們的光電發射極,即光明極就是用具有這種特性的材料制造的 。2、內光電效應:指在光的照射下,材料的電阻率發生改變的現象 。光敏電阻即屬此類 。3、光生伏特效應:利用光勢壘效應,光勢壘效應指在光的照射下,物體內部產生一定方向的電動勢 。光電池是基于光生伏特效應制成的,是自發電式有源器件 。擴展資料在光的照射下,某些物質內部的電子會被光子激發出來而形成電流,從能量轉化的角度來看,這是個光生電, 光能轉化為電能的過程 。光電效應最早由德國物理學家赫茲于1887年發現,但這一現象在當時很長一段時間內不能被解釋清楚 。光電效應正確的解釋由愛因斯坦提出 。科學家們對光電效應的深入研究對發展量子理論起了根本性的作用 。每一種金屬在產生光電效應時都存在一極限頻率(或稱截止頻率) ,即照射光的頻率不能低于某一臨界值 。相應的波長被稱做極限波長(或稱紅限波長) 。當射光的頻率低于極限頻率時,無論多強的光都無法使電子逸出 。參考資料來源:百度百科——光電效應
內光電效應的PN結光伏效應的應用 PN結光伏效應的一個重要的應用,是利用光照射時,PN結產生的光生電壓制造把太陽光能轉化成電能的器件——太陽電池 。制造太陽電池的材料主要有硅(Si)、硫化鎘(CdS)和砷化鎵(GaAs)等 。現在仍有很多新型高效材料正在研究實驗中 。目前,太陽電池的應用已十分廣泛 。它已成為宇宙飛船、人造衛星、空間站的重要長期電源 。在其它方面的應用也十分普遍 。關于目前國內外太陽電池電源設備應用的情形簡介如下:宇宙開發——觀測用人造衛星、宇宙飛船、通訊用人造衛星…航空運輸——飛機、機場燈標、航空障礙燈、地對空無線電通訊…氣象觀測——無人氣象站、積雪測量計、水位觀測計、地震遙測儀…航線識別——航標燈、浮子障礙燈、燈塔、潮流計…通訊設備——無線電通訊機、步談機、電視廣播中繼站…農畜牧業——電圍欄、水泵、溫室、黑光燈、噴霧器、割膠燈…公路鐵路——無人信號燈、公路導向板、障礙閃光燈、備急電話…日常生活——照相機、手表、野營車、游艇、手提式電視機、閃光燈 光電探測器也是對半導體光電效應的重要應用 。光電探測器是指對各種光輻射進行接收和探測的器件 。其中光敏管(包括各種光敏二極管、光敏三極管和一些光敏晶體管)是此類光電器件的重要組成部分 。它與我們高中教材傳感器實驗中研究的光敏電阻都是實行光電信號轉化的裝置 。光電探測器在科技、生活、生產和國防建設中都有著重要的應用 。例如數碼照相機、數碼攝像機、天文顯微鏡、GPS全球定位系統、氣象衛星拍攝的氣象云圖、巡航導彈目標定位等等 。這些應用中最基本的是有一個非常靈敏的光電探測器 。圖8所示是一些實際應用中的光電探測器件的圖片 。
愛因斯坦光電效應理論有哪些內容?光的本質是光量子(即光子),光子具有波粒二象性 。光子遵循E=hv和E=mc^2兩個公式 。光子沒有靜止質量 。光在真空中的傳播速度可以通過聯立麥克斯韋方程組得到 。
光子能量 = 移出一個電子所需的能量 + 被發射的電子的動能
代數形式為hf=φ+Em φ=hf0 Em=(1/2)mv^2 其中 h是普朗克常數,h = 6.63 ×10^-34 J·s, f是入射光子的頻率,φ是功函數,從原子鍵結中移出一個電子所需的最小能量, f0是光電效應發生的閥值頻率,Em是被射出的電子的最大動能, m是被發射電子的靜止質量, v是被發射電子的速度。
如果光子的能量(hf)不大于功函數(φ),就不會有電子射出 。功函數有時又以W標記 。這個算式與觀察不符時(即沒有射出電子或電子動能小于預期),可能是因為系統沒有完全的效率,某些能量變成熱能或輻射而失去了 。
詳細內容可閱讀愛因斯坦于1905年發表的論文《關于光的產生和轉化的一個啟發性觀點》
內外光電效應的區別1.外光電效應指在光的照射下,材料中的電子逸出表面的現象 。光電管 及 光電倍增管 均屬這一類 。它們的光電發射極,即光明極就是用具有這種特性的 材料制造 的 。2.內光電效應指在光的照射下,材料的電阻率發生改變的現象 。光敏電阻即屬此類 。光電效應光照射到某些物質上 , 引起物質的電性質發生變化 , 這類光致電變的現象統稱為光電 效應 。光電效應一般分為外光電效應和內光電效應 。內光電效應是被光激發所產生的載流子 (自由電子或空穴)仍在物質內部運動,使物質的電導率發生變化或產生光生伏特的現象 。外光電效應是被光激發產生的電子逸出物質表面,形成真空中的電子的現象 。一、 外光電效應在光線的作用下, 物體內的電子逸出物體表面向外發射的現象稱為外 光電效應 。向外發射的電子叫做光電子 。基于外光電效應的光電器件有光電管、 光電倍增管 等 。光子是具有能量的粒子,每個光子的能量:E=hvh— 普朗克常數, 6.626×10-34J·s ; ν— 光的頻率(s -1)根據愛因斯坦假設,一個電子只能接受一個光子的能量,所以要使一個電 子從物體表面逸出, 必須使光子的能量大于該物體的表面逸出功, 超過部分的能量表現為逸 出電子的動能 。外光電效應多發生于金屬和金屬氧化物, 從光開始照射至金屬釋放電子所需 時間不超過 10-9s。根據能量守恒定理E=hv-W該方程稱為愛因斯坦光電效應方程 。二、 內光電效應當光照在物體上, 使物體的電導率發生變化, 或產生光生電動勢的 現象 。分為光電導效應和光生伏特效應(光伏效應)。1 光電導效應在光線作用下, 電子吸收光子能量從鍵合狀態過度到自由狀態, 而引 起材料電導率的變化 。當光照射到光電導體上時, 若這個光電導體為本征半導體材料, 且光 輻射能量又足夠強,光電材料價帶上的電子將被激發到導帶上去,使光導體的電導率變大 。基于這種效應的光電器件有光敏電阻 。2 光生伏特效應在光作用下能使物體產生一定方向電動勢的現象 。基于該效應的 器件有光電池和光敏二極管、三極管 。① 壘效應(結光電效應)光照射 PN 結時,若 hf ≧ Eg ,使價帶中的電子躍遷到導 帶,而產生電子空穴對,在阻擋層內電場的作用下,電子偏向 N 區外側,空穴 偏向 P 區外側,使 P 區帶正電, N 區帶負電,形成光生電動勢 。② 側向光電效應(丹培效應)當半導體光電器件受光照不均勻時,光照部分產生 電子空穴對,載流子濃度比未受光照部分的大,出現了載流子濃度梯度,引起 載流子擴散,如果電子比空穴擴散得快,導致光照部分帶正電,未照部分帶負 電,從而產生電動勢,即為側向光電效應 。③ 光電磁效應半導體受強光照射并在光照垂直方向外加磁場時, 垂直于光和磁場 的半導體兩端面之間產生電勢的現象稱為光電磁效應, 可視之為光擴散電流的 霍爾效應 。④貝克勒耳效應是指液體中的光生伏特效應 。當光照射浸在電解液 中的兩個同樣電極中的一個電極時, 在兩個電極間產生電勢的現象稱為貝克勒 耳效應 。感光電池的工作原理基于此效應 。
求光電子學的發展史及目前國內外研究現狀,最好整理上傳光電子涵蓋東西太多了…他只是一個定義 。具體指哪個方向?
內外光電效應在生活中有什么具體的應用 。外光電效應中最常用的就是PMT,光電倍增管,主要用于探測弱光,如熒光分析 。內光電效應中常用的器件有Photodiode,簡稱PD,一般叫光電二極管,還有比較常見的器件有APD 。主要應用有激光測距(相位法、脈沖法),醫療分析儀器(生化分析,酶標儀、尿沉渣、血凝儀),光通信(光纖通信、自由空間光通信FSO),光纖傳感如測溫(DTS)測電流測壓力等,粉塵濃度檢測,光學斷層掃描OCT,原子力顯微鏡AFM,激光雷達LIDAR,調制編碼器,氣體成分檢測等等,總之光電檢測的方向很廣 。太陽能電池也是基于內光電效應中的光伏效應 。
光電效應的含義是什么?光電效應
photoelectric effect
物質受到輻照后釋放出電子的效應 。1887年德國物理學家H.R.赫茲發現電火花間隙受到紫外線照射時會產生更強的電火花 。1889年L.霍耳瓦奇發現金屬表面受紫外線照射后會釋放出帶負電的粒子 。1900年P.E.A.von勒納測量了這種粒子的荷質比,證實為電子 。金屬受到光照后釋放出來的電子稱光電子 。包含陰極和陽極的真空管稱光電管 。以波長一定的單色光照射光電陰極,測量所加電壓V和相應的光電流I,畫成伏安曲線如圖1 。圖中每條曲線是在光照強度一定的條件下測得,V0是為使光電流為零所需加的反向電壓,稱阻遏電壓 。阻遏電壓與光電子的最大初始動能Em的關系為Em=eV0,e為電子電量 。測定阻遏電壓V0與入射光頻率v的關系曲線如圖2 。
實險表明:①阻遏電壓或最大初始動能與光強無關 。②阻遏電壓V0與頻率v成線性關系為V0=k(v-v0),式中K為直線斜率,為普適常數 。上式可寫成Em=ekv-ekv0 。③只有當入射光頻率v≥v0時才能產生光電子,v0稱為截止頻率(或頻率的紅限) 。不同陰極材料有不同的截止頻率 。④從光照開始到光電子逸出所需時間稱為光電效應的弛豫時間,一般不超過10-9秒 。
若把光看成是電磁波并運用經典電磁理論,就無法圓滿解釋上述實驗規律 。A.愛因斯坦在1905年的論文中指出,不僅諧振子的能量及它所輻射的電磁輻射是量子化的(見普朗克假設),而且輻射場本身也是量子化的,即光本身是由不連續的能量單元組成的能量流,每個單元的能量為hv,稱為光量子,簡稱光子,h為普朗克常數,v為光波頻率 。根據光子假設,光電陰極中的電子只能整個地吸收光子能量,一部分消耗于從陰極脫出所需作的功,剩下的能量成為光電子的初始動能,即:
hv=Em+W0
W0是電子從陰極逸出所需作的最小功,稱為脫出功(單位電量的脫出功稱為功函數,用j表示,即j=W0/e) 。上式稱為愛因斯坦公式,它與實驗規律一致 。美國實驗物理學家R.A.密立根于1916年通過實驗驗證了愛因斯坦公式,得出V0與v間嚴格的線性關系,并從直線斜率測定了普朗克常數 。
按愛因斯坦的光子假設,光具有粒子性,光子具有能量、質量和動量等普通實物粒子所具有的一般屬性 。光子的質量為hv/c2,
外光電效應對應的光電元件各是那些?光電效應分為光電子發射、光電導效應和光生伏特效應 。前一種現象發生在物體表面,又稱外光電效應 。后兩種現象發生在物體內部,稱為內光電效應 。
高中我們學習的那個光電效應是外光電效應 。
光電導效應就是電導隨光照而變化 。基于這種效應的光電器件有光敏電阻和光敏二極管與三極管
光生伏特效應是光照引起PN結兩端產生電動勢的效應,基于光生伏特效應原理工作的光電器件有光電池 。
內光電效應的些元件1.光電導效應對應的器件是光電導探測器,包括異質結靶光電導攝像管、視像管、硅靶攝像管等;
2.光生伏特效應對應的器件主要是光伏探測器,包括光電池、光電三極管等;
3.對于能量很小的光子,即在經典電磁波頻率范圍(即光子能量hν<<kt)內,當能帶中的自由載流子吸收了光子時,這些載流子也就相應地從光子那里獲得了一定的、微小動量,于是這些載流子便會往背光面運動,這就是所謂光子牽引效應;由于此光子牽引的作用,即將在半導體的光照面與背光面之間出現內建電場和相應的電壓——光子牽引電壓.
光子牽引效應的主要應用是制作光子牽引探測器,是用以探測入射光的一種器件.</kt)內,當能帶中的自由載流子吸收了光子時,這些載流子也就相應地從光子那里獲得了一定的、微小動量,于是這些載流子便會往背光面運動,這就是所謂光子牽引效應;由于此光子牽引的作用,即將在半導體的光照面與背光面之間出現內建電場和相應的電壓——光子牽引電壓.
光電效應有那幾種類型,各生成什么光電元件光電效應有外光電效應、內光電效應和光生伏特效應三種 。基于外光電效應的光電元件有光電管、光電倍增管等;基于內光電效應的光電元件有光敏電阻、光敏晶體管等;基于光生伏特效應的光電元件有光電池等 。
內外光電效應有那些器件【內光電效應】利用光電子發射材料可以制成各種光電器件 。光電倍增管(Photomultiplier Tube)是一種建立在外光電效應、二次電子效應和電子光學理論基礎上的,把微弱入射光轉換成光電子并獲倍增的真空光電發射器件
內光電效應:現代很多光電探
測器都是基于內光電效應,其中光激載流子(電子和空穴)保留在材料內部 。最重要的內光電效應是光電導,本征光電導體吸收一個光 子,就會從價帶激發到導帶,產生一個自由電子,同時在價帶產生一個空穴 。對材料施加的電場導致了電子和空穴都通過材料傳輸并隨之在探測器的電路中產生電 流 。基于內光電效應的探測器有光電導探測器,光伏探測器等等
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