光电效应的概况和应用

经典word整理文档，仅参考，转Word此处可删除页眉页脚。本资料属于网络整理，如有侵权，请联系删除，谢谢！[]一.光电效应原理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。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。内部，称为内光电效应。赫兹于1887年发现光电效应，爱因光的波动性相矛盾，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，不格规定的能量单位(即光子或光量子所组成。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。典型的例子就是光的干涉和衍射。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，饱和电流也随之增大。二.光电效应发展历程[](一).光电效应理论的发展1887,对发展量子理论起了根本性作用。当时，赫兹发现，两个锌质小球大约1900年，马克思·普朗克对光电效应作出最初解释，E=hfEhf包裹式的说法也不太肯定。1902年，勒纳也对其进行了研究，指出光电效应是金属中时的理论加以解释。1905年，爱因斯坦26岁时提出光子假设，成功解释了光电效应，因此获得1921年诺贝尔物理奖。他进一步推广了布兰科的理论，并导出公式，Ek=hf-W，W便是所需将电子从金属表面上自由化的能量。而Ek就是电子自由后具有的动能。(二).对光电效应的实验研究1887年，赫兹在做证实麦克斯韦的电磁理论的火花放电实验时，偶然发现了光电效应。赫兹用两套放电电极做实验，一套[]产生振荡，发出电磁波；另一套作为接收器。他意外发现，如果接收电磁波的电极受到紫外线的照射，火花放电就变得容易产生。赫兹的论文《紫外线对放电的影响》发表后，引起物理学界广泛的注意，许多物理学家进行了进一步的实验研究。1888年，德国物理学家霍尔瓦克斯证实，这是由于在放电间隙内出现了荷电体的缘故。1899年，汤姆孙用巧妙的方法测得产生的光电流的荷质比，和阴极射线一样是电子流。这样，物理学家就认识到，这一现象自由电子获得更大的动能，因而从金属表面逃逸出来的一种现象。1899—1902年，勒纳德对光电效应进行了系统的研究，并验规律。根据动能定理：qU=mv^1/2，可计算出发射出电子的能量。可得出：hf=(1/2)mv^2+I+W。[]理学家还是想在经典电磁理论的框架内解释光电效应的实验规1902生共振，电子就以其自身的速度从原子内部逸出。勒纳德认为，作用。勒纳德的假说在当时很有影响，被一些物理学家接受。但是，不久，勒纳德的触发假说被他自己的实验否定。当时，还有一些物理学家试图把光电效应解释为一种共振现象。三.光电效应的主要应用利用光电效应可以把光信号转变为电信号，利用光信号与电光功率测量、光信号记录、电影、电视和自动控制等诸多方面。1.光电管光电管就是应用最普遍的一种光电器件。最早的电影是没有[]声音的．后来虽然有了声音，但那是靠留声机来配合影片播放的．声和影配合不好时，效果当然不好．我们现在能够看到声和化，从而把声音的“像”摄制在影片的边缘上，形成宽窄变化的音的照片”还原成声音．方法是：在电影放映机中用强度不变的光射向光电管时，在电路中产生变化的电流，把电流放大后，通过喇叭就可以把声音放出来。2.光控继电器光电效应的应用工业生产中的大部分光电控制设备都用光生产等方面．用于自动计数时，可以把产品放在传送带上，光源品时，光线被挡住一次，光控继电器就放开衔铁一次，由衔铁控制的计数器的数字就加一．工人在冲床、钻床、锻压机械上劳动时，如有不慎，容易出事故．为保证安全，可以在这些机床上安线，光控继电器就立即动作，使机床停下来，避免事故的发生。[]3.太阳能电池太阳电池的基本结构是:把一个大面积PN结做好上下电极的接触引线就构成一个太阳电池。为更好地接受日光照射,正面电极不能遮光,,一般在表面层上再做一层减反射膜,表面层下是PN,底电极一般做成大面积的金属板。目前,太阳电池的应用已十分广泛。它已成为宇宙飞船、人关于目前国内外太阳电池电源设备应用的情形简介如下:气象观测——无人气象站、积雪测量计、水位观测计、地震遥测仪；航线识别——航标灯、浮子障碍灯、灯塔、潮流计；通讯设备——无线电通讯机、步谈机、电视广播中继站；农畜牧业——电围栏、水泵、温室、黑光灯、喷雾器、割胶灯；公路铁路——无人信号灯、公路导向板、障碍闪光灯、备急电话；日常生活——照相机、手表、野营车、游艇、手提式电视机、闪光灯。4.光电探测器指对各种光辐射进行接收和探测的器件。其中光敏管(包括各种[]光敏二极管、光敏三极管和一些光敏晶体管)是此类光电器件的都是实行光电信号转化的装置。光电探测器在科技、生活、生产GPS全球定位系统、气象卫星拍摄的气象云图、巡光电探测器。5.光机鼠标根据工作原理，鼠标大致可以分为机械式、光学机