1樓:核能生物
個人看法認為光子的能量是有最大值的,因為有普朗克長度限制,即最大能量的光子的波長剛好是一個普朗克長度,大概是10^-34米,不過達到這個波長的光子能量也是相當驚人了,估計只有黑洞才能造出這玩意兒來
2樓:匿名使用者
不能。光子bai是電磁波量子,其能量表du示為zhie=hν,其中h為普朗克恆量,νdao
是光子內頻率。
增大光子頻率的方法是,讓容原子躍遷到更高的激發態,這需要增大鐳射器的功率,而增大功率是受到技術限制的,不存在功率無窮大的鐳射發射器,因此受激的原子能級也不會達到無窮大,進而可知,受激輻射的光子能量不能達到無限大。
什麼是光電效應
3樓:葉北殤
光電效應是一個很重要而神奇的現象,簡單來說,具體指在一定頻率光子的照射下,某些物質內部的電子會被光子激發出來而形成電流,從能量轉化的角度來看,這是一個光生電,光能轉化為電能的過程。
光電效應的公式:hv=ek+w。
其中,hv是光頻率為v的光子所帶有的能量,h為普朗克常量,v是光子的頻率,ek是電子的最大初動能,w是被激發物質的逸出功。
一、光電效應的基本性質
1、每一種金屬在產生光電效應時都存在極限頻率,或稱截止頻率,即照射光的頻率不能低於某一臨界值。相應的波長被稱做極限波長,或稱紅限波長,當入射光的頻率低於極限頻率時,無論多強的光都無法使電子逸出。
2、光電效應中產生的光電子的速度與光的頻率有關,而與光強無關。
3、光電效應的瞬時性。實驗發現,即幾乎在照到金屬時立即產生光電流,響應時間不超過十的負九次方秒( 1ns )。
4、入射光的強度隻影響光電流的強弱,即隻影響在單位時間單位面積內逸出的光電子數目。
二、光電效應的逸出功
逸出功指的是,光照射金屬時,電子從金屬表面逃逸必須要克服束縛而做的功。
常用單位是電子伏特ev,金屬材料的逸出功不但與材料的性質有關,還與金屬表面的狀態有關,在金屬表面塗覆不同的材料可以改變金屬逸出功的大小。當外界的光能量低於逸出功時,不會發生光電效應。
三、理解光電效應需注意的幾個地方
1、體現的是粒子性。
2、光電效應的發生條件是光子頻率必須大於等於截止頻率,即光子能量要夠大。
3、光電效應發生時間極短,沒有滯後。
4、一個光子對應一個電子,激發出來的叫光電子。
5、光的強度增加,指的是單位時間內的光子個數增加。光強的增加會增加電流的大小,不會增加電子的初動能。
4樓:可愛的大婕妤
光電效應是物理學中一個重要而神奇的現象。在高於某特定頻率的電磁波照射下,某些物質內部的電子會被光子激發出來而形成電流,即光生電。
光電現象由德國物理學家赫茲於2023年發現,而正確的解釋為愛因斯坦所提出。科學家們在研究光電效應的過程中,物理學者對光子的量子性質有了更加深入的瞭解,這對波粒二象性概念的提出有重大影響。
定律影響
光電效應現象是赫茲在做證實麥克斯韋的電磁理論的火花放電實驗時偶然發現的,而這一現象卻成了突破麥克斯韋電磁理論的一個重要證據。
愛因斯坦在研究光電效應時給出的光量子解釋不僅推廣了普朗克的量子理論,證明波粒二象性不只是能量才具有,光輻射本身也是量子化的,同時為唯物辯證法的對立統一規律提供了自然科學證據,具有不可估量的哲學意義。
這一理論還為波爾的原子理論和德布羅意物質波理論奠定了基礎。
密立根的定量實驗研究不僅從實驗角度為光量子理論進行了證明,同時也為波爾原子理論提供了證據。
5樓:王珂
光照射到金屬上,引起物質的電性質發生變化。這類光變致電的現象被人們統稱為光電效應。
光電效應分為光電子發射、光電導效應和阻擋層光電效應,又稱光生伏特效應。前一種現象發生在物體表面,又稱外光電效應。後兩種現象發生在物體內部,稱為內光電效應。
按照粒子說,光是由一份一份不連續的光子組成,當某一光子照射到對光靈敏的物質(如硒)上時,它的能量可以被該物質中的某個電子全部吸收。
電子吸收光子的能量後,動能立刻增加;如果動能增大到足以克服原子核對它的引力,就能在十億分之一秒時間內飛逸出金屬表面,成為光電子,形成光電流。
單位時間內,入射光子的數量愈大,飛逸出的光電子就愈多,光電流也就愈強,這種由光能變成電能自動放電的現象,就叫光電效應。
6樓:匿名使用者
光電效應:當光束照射在
金屬表面時,使電子從金屬中脫出的現象。
光束中存在光子,金屬中存在電子,當光束照射在金屬表面的時候,自然光子也就打在了電子上面。
分兩種情況:即內光電效應和外光電效應。
1、外光電效應
定義:外光電效應是指物質吸收光子並激發出自由電子的行為即電子逸出金屬。例如光電管
2、內光電效應
光照射到半導體或絕緣體的表面時,使物體內部的受束縛電子受到激發,從而使物體的導電效能改變。這就稱為內光電效應。
內光電效應還分為光電導效應和光生伏特效應。
(1)光電導效應:當入射光子射入到半導體表面時,半導體吸收入射光子在內部激發出導電的載流子,使其自生電導增大。
(2)光生伏特效應:當一定波長的光照射非均勻半導體,由於光生載流子的運動所造成的電荷積累,半導體內部產生電勢差即光生伏特。
擴充套件資料
應用:1、光導管
又稱光敏電阻,就是利用內光電效應制成的半導體器件。像硫化鎘、硫化鉛、硫化銦、硒化鎘、硒化鉛的那個均是半導體光導管。
光導管的優點是體積小、牢固耐用。它主要用於光譜儀器的光接收器、光電控制、鐳射接收和遠距離探測等方面。
2、太陽能電池
pn結光伏效應的一個重要的應用,是利用光照射時,pn結產生的光生電壓制造把太陽光能轉化成電能的器件——太陽電池。
3、光電探測器:
光電探測器也是對半導體光電效應的重要應用。光電探測器是指對各種光輻射進行接收和探測的器件。
7樓:匿名使用者
光電效應是指當光線照射在
金屬表面時,金屬中有電子逸出的現象。
光電效應的公式:hv=ek+w;其中,hv是光頻率為v的光子所帶有的能量,h為普朗克常量,v是光子的頻率;ek是電子的最大初動能;w是被激發物質的逸出功。
光電效應可分為以下三種 :
一、外光電效應指在光的照射下材料中的電子逸出表面的現象。光電管及光電倍增管均屬這一類。它們的光電發射極即光明極就是用具有這種特性的材料製造的。
二、內光電效應指在光的照射下材料的電阻率發生改變的現象。光敏電阻即屬此類。
三、光生伏特效應利用光勢壘效應光勢壘效應指在光的照射下物體內部產生一定方向的電勢。光電池是基於光生伏特效應制成的是自發電式有源器件。
8樓:丨kaikai丨
光電效應,又叫光生伏特效應。
光電效應
光是什麼呢?光具有波粒二象性,它既是一種波,可以發生干涉和衍射的現象;也可以發生粒子性的現象。光電效應就是光的粒子性的一個證據,說明光是一種粒子,我們叫做光子。
光又是一種電磁波,可見光的波長位於0.38~0.76μm之間,真空中的光速為299792458m/s,光的波長和頻率成反比,光的能量和頻率成正比。
電磁波譜
如果我們用一束光去照射一個金屬薄膜,如鋁箔,鋁中的自由電子就會結合光子,結合光子後的電子吸收了光子的能量,這個現象叫做電子的躍遷。如果這個能量足夠,電子就會掙脫原子核的束縛,逃逸出來,巨集觀上看就產生了電現象。值得注意的是,一個電子只能結合一個光子,躍遷到高能級;或者釋放一個光子,躍遷到低能級。
不能同時或先後結合兩個光子,也不能同時或先後釋放兩個光子。
不過,使用光束去照射金屬,儘管可以導致電子的逃逸,但是並不能形成有序的電流。而如果我們用光束去照射pn結,由於pn結內部電場的存在,在pn結外部閉合的情況下,逃逸出的電子只能由pn結的n結,從外部運動到p結,其實這也就是太陽能光伏發電的原理。
9樓:縱橫豎屏
光電效應:在高於某特定頻率的電磁波照射下,某些物質內部的電子會被光子激發出來而形成電流,即光生電。
光電效應說明:
赫茲於2023年發現光電效應,愛因斯坦第一個成功的解釋了光電效應(金屬表面在光輻照作用下發射電子的效應,發射出來的電子叫做光電子)。
光波長小於某一臨界值時方能發射電子,即極限波長,對應的光的頻率叫做極限頻率。臨界值取決於金屬材料,而發射電子的能量取決於光的波長而與光強度無關,這一點無法用光的波動性解釋。
還有一點與光的波動性相矛盾,即光電效應的瞬時性,按波動性理論,如果入射光較弱,照射的時間要長一些,金屬中的電子才能積累到足夠的能量,飛出金屬表面。
可事實是,只要光的頻率高於金屬的極限頻率,光的亮度無論強弱,電子的產生都幾乎是瞬時的,不超過十的負九次方秒。正確的解釋是光必定是由與波長有關的嚴格規定的能量單位(即光子或光量子)所組成。
光電效應裡電子的射出方向不是完全定向的,只是大部分都垂直於金屬表面射出,與光照方向無關。光是電磁波,但是光是高頻**的正交電磁場,振幅很小,不會對電子射出方向產生影響。
光電效應說明了光具有粒子性。相對應的,光具有波動性最典型的例子就是光的干涉和衍射。
只要光的頻率超過某一極限頻率,受光照射的金屬表面立即就會逸出光電子,發生光電效應。當在金屬外面加一個閉合電路,加上正向電源,這些逸出的光電子全部到達陽極便形成所謂的光電流。
在入射光一定時,增大光電管兩極的正向電壓,提高光電子的動能,光電流會隨之增大。但光電流不會無限增大,要受到光電子數量的約束,有一個最大值,這個值就是飽和電流。
所以,當入射光強度增大時,根據光子假設,入射光的強度(即單位時間內通過單位垂直面積的光能)決定於單位時間裡通過單位垂直面積的光子數,單位時間裡通過金屬表面的光子數也就增多。
於是,光子與金屬中的電子碰撞次數也增多,因而單位時間裡從金屬表面逸出的光電子也增多,電流也隨之增大。
擴充套件資料:
光電效應
應用領域:
1,製造光電倍增管
算式與觀察不符時(即沒有射出電子或電子動能小於預期),可能是因為系統沒有完全的效率,某些能量變成熱能或輻射而失去了。
2,光控制電器
利用光電管制成的光控制電器,可以用於自動控制,如自動計數、自動報警、自動跟蹤等等。
它的工作原理是:當光照在光電管上時,光電管電路中產生電光流,經過放大器放大,使電磁鐵m磁化,而把銜鐵n吸住,當光電管上沒有光照時,光電管電路中沒有電流,電磁鐵m就自動控制,利用光電效應還可測量一些轉動物體的轉速。
3,光電倍增管
利用光電效應還可以製造多種光電器件,如光電倍增管、電視攝像管、光電管、電光度計等,這裡介紹一下光電倍增管。這種管子可以測量非常微弱的光。
光電倍增管的大致結構,它的管內除有一個陰極k和一個陽極a外,還有若干個倍增電極k1.k2.k3.k4.k5等。
使用時不但要在陰極和陽極之間加上電壓,各倍增電極也要加上電壓,使陰極電勢最低,各個倍增電極的電勢依次升高,陽極電勢最高。
這樣,相鄰兩個電極之間都有加速電場,當陰極受到光的照射時,就發射光電子,並在加速電場的作用下,以較大的動能撞擊到第一個倍增電極上,光電子能從這個倍增電極上激發出較多的電子,這些電子在電場的作用下,又撞擊到第二個倍增電極上,從而激發出更多的電子。
這樣,激發出的電子數不斷增加,最後後陽極收集到的電子數將比最初從陰極發射的電子數增加了很多倍(一般為105~108倍)。因而,這種管子只要受到很微弱的光照,就能產生很大電流,它在工程、天文、軍事等方面都有重要的作用。
4,農業病蟲害防治
農業蟲害的治理需要依據為害昆蟲的特性提出與環境適宜、生態相容的技術體系和關鍵技術。為害昆蟲表現了對敏感光源具有個體差異性和群體一貫性的趨光性行為特徵,並通過視覺神經訊號響應和生理光子能量需求的方式呈現出生物光電效應的作用本質。
利用昆蟲的這種趨性行為誘導增益特性,一些光電誘導殺蟲燈技術以及害蟲誘導捕集技術廣泛地應用於農業蟲害的防治,具有良好的應用前景。
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