外光电效应

2011-06-12 20:34:47来源: 互联网 关键字:外光电效应  光电效应  效应

光电效应
是指物体吸收了光能后转换为该物体中某些电子的能量,从而产生的电效应光电传感器的工作原理基于光电效应。光电效应分为外光电效应和内光电效应两大类

外光电效应
     在光线的作用下,物体内的电子逸出物体表面向外发射的现象称为外光电效应。向外发射的电子叫做光电子。基于外光电效应的光电器件有光电管、光电倍增管等。
光子是具有能量的粒子,每个光子的能量:E=hv

h—普朗克常数,6.626×10-34J·s;ν—光的频率(s-1

根据爱因斯坦假设,一个电子只能接受一个光子的能量,所以要使一个电子从物体表面逸出,必须使光子的能量大于该物体的表面逸出功,超过部分的能量表现为逸出电子的动能。外光电效应多发生于金属和金属氧化物,从光开始照射至金属释放电子所需时间不超过10-9s。
根据能量守恒定理

式中  m—电子质量;v0—电子逸出速度。
该方程称为爱因斯坦光电效应方程。

光电子能否产生,取决于光电子的能量是否大于该物体的表面电子逸出功A0。不同的物质具有不同的逸出功,即每一个物体都有一个对应的光频阈值,称为红限频率或波长限。光线频率低于红限频率,光子能量不足以使物体内的电子逸出,因而小于红限频率的入射光,光强再大也不会产生光电子发射;反之,入射光频率高于红限频率,即使光线微弱,也会有光电子射出。
当入射光的频谱成分不变时,产生的光电流与光强成正比。即光强愈大,意味着入射光子数目越多,逸出的电子数也就越多。
光电子逸出物体表面具有初始动能mv02 /2 ,因此外光电效应器件(如光电管)即使没有加阳极电压,也会有光电子产生。为了使光电流为零,必须加负的截止电压,而且截止电压与入射光的频率成正比。

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编辑:神话 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/mndz/2011/0612/article_9942.html
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