物理光电效应知识点?1.光的波粒二象性 光既可以被视为一种电磁波,又可以被视为由许多微观粒子(光子)组成的流动粒子束。这种波粒二象性使光能够具有能量和动量,从而产生了光电效应。2.历史背景与实验观察 1887年,那么,物理光电效应知识点?一起来了解一下吧。
现象:光电效应是物理学中一个重要而神奇的现象,在光的照射下,某些物质内部的电子会被光子激发出来而形成电流,即光生电 .光电现象由德国物理学家赫兹于1887年发现,而正确的解释为爱因斯坦所提出.科学家们对光电效应余让的深入研究对发展量子理论起了根本性的作用.
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(Photoelectric effect).光电效应分为光电子发射、光电导效应和光生伏特效应.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.赫兹于1887年发现光电效应,爱因斯坦第一个成功的解释了光电效应(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,即极限波长,对应的光的频率叫做极限频率.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伍毁衫度无关,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,不超过十的负九次方秒.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.光电效应里电子的射出方向不是完全定向的,只是大部分都垂直于金属表面射出,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腔腔场,振幅很小,不会对电子射出方向产生影响.光电效应说明了光具有粒子性.
【问:光电效应的公式?光电效应的应用?】
答:光电效应:在一定频率光子的照射下,某些物质内部的外层电子会被光子激发出来而形成电流,即光生电的一种现象。
光电效应的表达式:hv=ek+w;其中,hv是光频率为v的光子所带有的能量;ek是电子的最大初动能;w是被激发物质对应的逸出功。
【问:转数的单位是什么?转数与频率间是什么关系?】
答:频率与转数的单位是一致的,两者的关系犹如电势与路端电压一样。
转数一般用在电动机上,单位往往是转每分钟(/min),我们举一个简单的例子来帮助大家理解。
周期t=0.1s,也就是说0.1s转一圈,换句话说,就是每秒转10圈,一分钟转600转,转数就是600转/min;但频率f是t的倒数,为10,两者区别就在这里。
【问:侍悉安培力推导出洛伦兹力的过程?】
答:在恒定电路章节里,我们有电流的微观表述公式i=nqsv;f安=bil,代入后可得f安=bvq*nsl;其中n指的是单位体积粒子数(体积密度),sl乘积为体积。
安培力可以认为是,导体棒上大量粒子所受洛伦兹力的合力,显然f洛=bvq;f安表达式中的nsl为长度l导体棒上粒子的总数。
【问:牛顿第二定律能用于多物体分析吗?】
答:多个物体间没有相对运动,可以看做一个整体,牛顿第二定律就是成立的,公式f=ma,f是合外力(不包括物体之间的内力),m是所有物体的质量,a是整体的加速度。
在高于某特定频率的电磁波(该频率称为极限频率)照射配敬瞎下,某些物质内部的电子吸收能量后逸出而形成电流,即光生电。
扩展资料
光电效应实验的过程
1887年,德国物理学者海因里希·赫兹做实验观察到光电效应、电磁波的发射与接收。在赫兹的发射器里有一个火花间隙,可以借着制造火花来生成与发射电磁波。在接收器里有一个线圈与一个火花间隙,每当线圈侦测到电磁波,火花间隙就会出现火花。
光电效应实验的规律
通过大量的稿闷实验总结出光电效应具有如下实验规律:
1、每一种金属在产生光电效应时都存在一极限频率,即照射光的频率不能低于某一临界值。相应的'波长被称做极限波长。当入射光的频率低于极限频率时,无论多强的光都无法使电子逸出。
2、光电效应中产生的光电子的速度与光的频率有关,而与光强无关。
3、光电效应的瞬时性。实验发现,即几乎在照到金属时立即产生光电流。
4、入射光的强度只影响光电流的强弱,即只影响在单位时间单位面积内逸出的光电子数目。在光颜色不变的情况下,入射光越强,饱和电流越大,即一定颜色的培空光,入射光越强,一定时间内发射的电子数目越多。
1902年德国物理学家勒纳(Philipp Lenard)发现金属表面在光的照射下发射电子。
γ(或X)射线通过物质,与物质原子相碰撞,可能将全部能量传递给原子,入射的γ射线(光子)全部消失。能量在原子中分配,使结合能适当的电子获得能量克服原子核的束缚(结合能)发射出去,并使原子受到反冲。这样的作用过程称为光电效应,发射的电子称为光电子。
由于原子的质量远大于电子质量,所以原子的反冲动能是很小的,可以忽略不计。则根据能量守恒定律,光电子的动能(Ee):
Ee=hν-En (2-2-1)
式中:hν为入射γ(或X)射线(光子)的能量;En为原子核外电子壳层(n为K层,L层或N层…)的结合能。光电子能量与入射γ射线能量(hν)有关。光电子的飞出方向与入射γ(或X)射线的能量相关。根据动量守恒与能量守恒的原理,由于碰撞过程有原子的反冲,在光子入射方向和180°方向上没有光电子发射。在γ光子能量较低时,在垂直γ光举让链子入射方向上光电子发射几率最大;随着γ光子能量的增加,逐渐向入射方向靠近。如图2-2-1所示。光电子与电子一样,在物质中运动逐渐损失能量而被阻止。
光电效应:当光束照射在金属表面时,使电子从金属中脱出的现象。
光束中存在光子,金属中存在电子,当光束照射在金属表面的时候,自然光子也就打在了电子上面。
分两种情况:即内光电效应和外光电效应。
1、外光电效应
定义:外光电效应是指物质吸收光子并激发出自由电子的行为即电子逸出金属。例如光电管
2、内光电效应
光照射到半导体或绝缘体的表面时,使物体内部的受束缚电子受到激发,从而使岁皮物体的导电性能改变。这就称为内光电效应。
内光电效应还分为光电导效应和光生伏特效应。
(1)光电导效应:当入射光子射入到半导体表面时,半导体吸收入射光子在内部激发出导电的载流子,使其自生电导增大。
(2)光生伏特效应:当一定波长的光照射非均匀半导体,由于光生载流子的运动所造成的电荷积累,半导体内部产生电势差即光生伏特。
扩展资料
应用:
1、光导管
又称光敏电阻,就是利用内光电效应制成的半导体器件。像硫化镉、硫化铅、硫化铟乎旁差、硒化镉、硒化铅的那个均是半导体光导管。
光导管的优点是体积小、牢固启悔耐用。它主要用于光谱仪器的光接收器、光电控制、激光接收和远距离探测等方面。
2、太阳能电池
PN结光伏效应的一个重要的应用,是利用光照射时,PN结产生的光生电压制造把太阳光能转化成电能的器件——太阳电池。
以上就是物理光电效应知识点的全部内容,1、体现的是粒子性。2、光电效应的发生条件是光子频率必须大于等于截止频率,即光子能量要够大。3、光电效应发生时间极短,没有滞后。4、一个光子对应一个电子,激发出来的叫光电子。5、光的强度增加。