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文档介绍

文档介绍:目录
摘要 1
引言 2
爱因斯坦对光电效应的解释 2
2. 1经典理论的困难与矛盾 3
2. 5
3用光子论假说解释光电效应 5
光电效应实验原理 5
1光电效应的前景与应用 6
光电效应在近代光的频率是与有无光强无关,光电效应与照射光的频率没 有任何关系只与照射的强度有关。[1]
瞬时性:经典理论认为光能量分布是在波面上发生的,能量的吸收需要一定的时间,认为需 要的能量是个积累过程。【2]
例如:在金属Na上照射强度为的光需要秒,即115天内部才会有电子逸出物质表面。⑶

物质内部的电子能够在强光的照射下逃出内部来到物质的表面的这种现象就叫做外 光电效。
2. 1. 2外光电效应的一些实验规律
1物体内部的电子只有在某种情况下被激发出来才会逸出光电子。某种情况便是照 射到物体上的光频率大于等于极限频率得最低的确定值时。最低的频率也被叫做截止频 率。与这种频率相匹配的波长叫做期限波长。物质不同它们的最低极限频率也是不相同 的,同时跟它们与之相应的极限波长也会随着频率发生相应的变化。
2当物体在光的照射的环境下,物体内部的光电子便会产生溢出现象,电子逸出时的 初速度和光照射的频率有这非常密切的关系,但初速度与照射光的强弱没有关系。
3在光照的频率不对物体本身产生任何影响变化的情况下,当光入射到物体上时,若 光强度越大,随之频率也会随之增大,同时在某一定的时间点内逸出的电子也会逐渐增多。
4从以往实验结论可知,在物体上产生光电流的这个现象变化过程中是非常非常快, 一般不会超过次方秒;当立即停止对物体使用光照时,光电流也会随之立即停止不在有电 子逸出。此种现象是光电效应顺时性的一种表现。

在光的作用下,物体本身的到电率会发生一些奇特的现象,这种现象比较明显,或者便 会有光产生电动势的现象产生,这种现象就叫内光电效应,内光电效应可以分为两类一为 光电导效应,一为光生伏特效应两类。
2.
在光线照射的作用下,电子在吸收光子的能量时金属内部会产生一些价态变化,因而 导致了物体材料内部的电子的导电率发生了很明显的变化。
光电导体体是本征半导体材料中的一种,在光的照射下,如果又有充足的辐射能量,同 时价电子在某种激发下到导带上,便会使电导率发生明显的改变,以这种效应为基础的器 件有很多,光敏电阻就是其中一个例子。
2.
光生伏特现象是指物体本身在光的作用下,会因光而产生反应,使他沿着特定的方向的 电动势随之产生变化的现象,光电池便是基于该种现象制成的元器件。
势垒效应(结光电效应)
势垒效应便是在光的作用下,PN结受到光的作用产生了一些列的变化。在照射强度满足 一定的要求时,电子便会从价带跃迁到导带带,在这个过程中会产生空穴电子对,经过一系 列变化便产生了光生电动势。
侧向光电效应(丹培效应)
光不均匀照射到半导体光电器件时,物体上会产生电子空穴对,随之产生的影响便是载流 子的量会随着相应的增多或者减少。电子和空穴会持续扩散并且电子扩散的速度比空穴 要快,因此产生电动势,可称为侧向光电效应。
光电磁效应
将半导体置于强光和一个与强光方向垂直的磁场共同作用下的环境中,半导体受到两 个方面的影响便会产生电势,这种现象就称为光电效应。
2.
在一般的电磁波频率的范围内,能量带子中的比较自由的载流子如果碰到很小的光子,便 会将其吸收过来,吸收光子后的载流子就会随之获得一些微小的能动量,这些微小的能动 量便会向光强弱的地方或者背光的面移动。
假设:以速度为c运动的粒子流就是一束光,光子是由这些粒子组成的,但是光子仍保 持原有的频率、波长等一系列概念,并认为光在与物质相互作用和传播时会有粒子性,
一个具有能量的光子,频率是v其中h为普朗克常数,数值为:h = 6. 63 xlO-34 J - s
E - hv
由相对论可得:与 = E)c1 = /iv/c2
P - Elc - hv〔c - Ji/A
可见光子具有粒子特性m。、P、还有波动性的光子,两种性并存统称为光的波粒二 象性。其中普朗克常数是将两种性质联系在一起的纽带波动性(人)和粒子性(p)。
爱因斯坦光电效应方程::时;=hv-A错误!未找到引用源。(A为逸出功)

—277 Kq = h V — A
(1) 由2 可以看出,爱因斯坦光电效应方程中电子逸出的初动能与
光子的频率成正比,与光照强无关。
(2) 当所需溢出的能量大于光子的能量时,光电子达不到溢出的条件,只有达到逸出所 需能量充足时,才能够发生光电效应,同时光电