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    [求助]求教一些概念问题。 [复制链接]

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    离线optic511
     
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2007-06-05
    光子效应光电效应是怎样的?其区别是什么? /BL:"t@-  
    光子和光电子的区别是什么? XA>W >|  
    光电导效应中,光辐射照射到外加电压的半导体,符合一定条件后光子激发出新的载流子,为什么电子是到了导带,而不是溢出导体表面?是不是外加电压的作用?所谓导带,价带,禁带在一个半导体中是怎样的?(最好有结构图) 'o >)E>  
    万望赐教,不胜感激。急需解答,谢谢谢!!!
     
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    离线cyqdesign
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    只看该作者 1楼 发表于: 2007-06-05
    就找到了这些,其它的,欢迎大家帮忙补充! pu-HEv}]a|  
    6x+ujUBkK  
    光电效应 R+ * ; [  
    (1)概述 48^-]};  
    0YH5B5b  
    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。光波长小于某一临界值时方能发射电子,即极限频率和极限波长。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住足够的能量,飞出金属表面。可是实是,只要光的频率高与金属的极限频率,光的亮度无论强弱,光子的产生都几乎是瞬时的,不超过十的负九次方。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。这种解释为爱因斯坦所提出。光电效应由德国物理学家赫兹于1887年发现,对发展量子理论起了根本性在光的照射下,使物体中的电子脱出的现象叫做光电效应(Photoelectric effect)。 光电效应分为光电子发射、光电导效应和光生伏打效应。前一种现象发生在物体表面,又称外光电效应。后两种现象发生在物体内部,称为内光电效应。 mG~_*8}e<  
    <_EKCk  
     N5 ME_)  
    g}an 5a  
    (2)说明 m4:c$5  
    GABZsdFZ!  
    ①光电效应的实验规律。 &?<uR)tl  
    -<W?it?D  
    a.阴极(发射光电子的金属材料)发射的光电子数和照射发光强度成正比。 Z}W{ iD{  
    T(J'p4  
    b.光电子脱出物体时的初速度和照射光的频率有关而和发光强度无关。这就是说,光电子的初动能只和照射光的频率有关而和发光强度无关。 Ln"wj O ,  
    _&<n'fK[  
    c.仅当照射物体的光频率不小于某个确定值时,物体才能发出光电子,这个频率蛳叫做极限频率(或叫做截止频率),相应的波长λ。叫做红限波长。不同物质的极限频率”。和相应的红限波长λ。是不同的。 AIF ?>wgq  
    asWk]jjMG  
    几种金属材料的红限波长 Y },E3<  
    KX) n+{   
    金 属 铯 钠 锌 银 铂 |'^s3i&w  
    !fh (k  
    红限波长(埃) 6520 5400 3720 2600 1960 F O!Td  
    bA;OphO(  
    d.从实验知道,产生光电流的过程非常快,一般不超过lOe-9秒;停止用光照射,光电流也就立即停止。这表明,光电效应是瞬时的。 Od1\$\4Z  
    6$u/N gS  
    ②解释光电效应的爱因斯坦方程: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。 |OeyPD#  
    L9b.D<  
    爱因斯坦方程是 +^.Yt0}  
    ^q7V%{54  
    hυ=(1/2)mv2+I+W +! 1_Mt6  
    crmQn ^4\  
    式中(1/2)mv2是脱出物体的光电子的初动能。 -amo8V;2H  
    B#K gU&Loo  
    金属内部有大量的自由电子,这是金属的特征,因而对于金属来说,I项可以略去,爱因斯坦方程成为 (i "TF2U,<  
    m+QS -woHn  
    hυ=(1/2)mv2+W c_/BS n  
    -&+:7t  
    假如hυ<W,电子就不能脱出金属的表面。对于一定的金属,产生光电效应的最小光频率(极限频率) υ0。由 r,5e/X  
    7?.uAiM'zT  
    hυ0=W确定。相应的红限波长为 λ0=C/υ0=hc/W。 {X!vb  
    AHf 9H?  
    发光强度增加使照射到物体上的光子的数量增加,因而发射的光电子数和照射光的强度成正比。 _3/u#'m0  
    2/-m-5A  
    ③利用光电效应可制造光电倍增管。光电倍增管能将一次次闪光转换成一个个放大了的电脉冲,然后送到电子线路去,记录下来。 -[mmT'sS  
    算式 G[64qhTC  
    在以爱因斯坦方式量化分析光电效应时使用以下算式: xUJ(tG3  
    U/>I! 7oe  
    光子能量 = 移出一个电子所需的能量 + 被发射的电子的动能 Nr|Gw @+  
    Gp9 <LB\,  
    代数形式: /s?%ft#-9o  
    x39tnf/F  
    其中 *G"hjc$L  
     f<o|5r  
    h是普朗克常数, rZKh}E  
    f是入射光子的频率, gtKih  
    是功函数,从原子键结中移出一个电子所需的最小能量, >,6  
    是被射出的电子的最大动能, ?QP>rm  
    f0是光电效应发生的阀值频率, " ityx?  
    m是被发射电子的静止质量, kZ9Gl!g  
    vm是被发射电子的速度, 7qC /a c  
    注:如果光子的能量(hf)不大于功函数(φ),就不会有电子射出。功函数有时又以W标记。 snbXAx1L  
    $tlBI:ay1  
    这个算式与观察不符时(即没有射出电子或电子动能小于预期),可能是因为系统没有完全的效率,某些能量变成热能或辐射而失去了。
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    只看该作者 2楼 发表于: 2007-06-05
    光子photon Tzd#!Lvm:,  
    yY]x' 'K  
        电磁辐射的量子,传递电磁相互作用的规范粒子,记为γ。其静质量为零,不带荷电,其能量为普朗克常量和电磁辐射频率的乘积,ε=hv,在真空中以光速c运行,其自旋为1,是玻色子。早在1900年,M.普朗克解释黑体辐射能量分布时作出量子假设,物质振子与辐射之间的能量交换是不连续的,一份一份的,每一份的能量为hv;1905年A.爱因斯坦进一步提出光波本身就不是连续的而具有粒子性,爱因斯坦称之为光量子;1923年A.H.康普顿成功地用光量子概念解释了X光被物质散射时波长变化的康普顿效应,从而光量子概念被广泛接受和应用,1926年正式命名为光子。量子电动力学确立后,确认光子是传递电磁相互作用的媒介粒子。带电粒子通过发射或吸收光子而相互作用,正反带电粒子对可湮没转化为光子,它们也可以在电磁场中产生。 F:zmO5L5  
        光子是光线中携带能量的粒子。一个光子能量的多少与波长相关, 波长越短, 能量越高。当一个光子被分子吸收时,就有一个电子获得足够的能量从而从内轨道跃迁到外轨道,具有电子跃迁的分子就从基态变成了激发态。 
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    只看该作者 3楼 发表于: 2007-06-05
    嗯嗯,看后又明白了一片,呵呵,谢谢站长了。谁还有更好的资料啊,或是自己的总结也行,望不惜赐教拉。