光电效应是怎么回事?
什么是光电效应
光电效应说明了光具有粒子性,光子打在金属上,使金属的自由电子得到能量,挣脱原子核的束缚逸出金属表面产生电子流。
光电效应(1)概述
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。
(2)说明
①光电效应的实验规律。
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。
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。
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。
几种金属材料的红限波长
金 属 铯 钠 锌 银 铂
红限波长(埃) 6520 5400 3720 2600 1960
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。
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。
爱因斯坦方程是
hυ=(1/2)mv2+I+W
式中(1/2)mv2是脱出物体的光电子的初动能。
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
hυ=(1/2)mv2+W
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
hυ0=W确定。相应的红限波长为 λ0=C/υ0=hc/W。
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。
算式
在以爱因斯坦方式量化分析光电效应时使用以下算式:
光子能量 = 移出一个电子所需的能量 + 被发射的电子的动能
代数形式:
其中
h是普朗克常数,
f是入射光子的频率,
是功函数,从原子键结中移出一个电子所需的最小能量,
是被射出的电子的最大动能,
f0是光电效应发生的阀值频率,
m是被发射电子的静止质量,
vm是被发射电子的速度,
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。
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。
爱因斯坦因发现了光电效应而获得诺贝尔物理学奖
楼上太强,真有耐心
什么是光电效应
什么是压电效应和热电效应?
压电效应:某些电介质在沿一定方向上受到外力的作用而变形时,其内部会产生极化现象,同时在它的两个相对表面上出现正负相反的电荷。当外力去掉后,它又会恢复到不带电的状态,这种现象称为正压电效应。当作用力的方向改变时,电荷的极性也随之改变。相反,当在电介质的极化方向上施加电场,这些电介质也...
什么叫热电效应?
光电效应是在高于某特定频率的电磁波照射下,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。应变效应是金属导体的电阻值随着它受力所产生机械变形(拉伸或压缩)的大小而发生变化的现象称之为金属的电阻应变效应。什么是热电效应?热电偶的工作原理 热电效应:将两种不问成分的导体组成一个闭合...
想知道什么是热电效应?
热电效应就是受热物体中的电因随着温度梯度由高温区往低温区移动时,所产生电流或电荷堆积的一种现象。一般规定热电势方向为在热端电流由负流向正。在两种金属A和B组成的回路中,如果使两个接触点的温度不同,则在回路中将出现电流,称为热电流。相应的电动势称为热电势,其方向取决于温度梯度的方向。
压电效应的原理是什么?为什么会出现压电效应?从物理上怎么解释?
在微观层面,压电效应源于晶体结构的内在特性。例如,钙钛矿(Perovskite)因其非中心对称的晶格结构,当钛离子偏离中心位置时,形成电偶极子,机械应力与电场的变化导致晶体的极化强度改变,形成压电效应。通过控制偶极子的取向,如在PZT材料中,通过极化过程使其展现压电性能,这有助于最大化材料的压电响应。
什么是电流效应?
这种电流当时叫做热电流,后来就叫成了温差电流。温差电流的大小同两种金属的性质有关,还与两个接点上的温度差有关。温差电效应可以用来测量温度,制成灵敏度很高的温差电偶温度计。对于半导体来说,这种效应用处更大,可以制作温差电池,用来发电或作为电源来使用。4.电致伸缩效应 在自然界中有些物体的...
什么叫电的化学效应?
电的化学效应主要是电流中的带电粒子(电子或离子)参与而使得物质发生了化学变化。我们都知道,化学变化中往往是这个物质得到了电子,那个物质失去了电子而产生了的变化。最典型的就是氧化还原反应。而电流的作用使得某些原来需要更加苛刻的条件才发生的反应发生了,并使某些反应过程可逆了(比如说电镀、电...
压电效应将什么转化为什么
如果压力是一种高频震动,则产生的就是高频电流。而高频电信号加在压电陶瓷上时,则产生高频声信号(机械震动),这就是我们平常所说的超声波信号。也就是说,压电陶瓷具有机械能与电能之间的转换和逆转换的功能,这种相互对应的关系确实非常有意思。三、压电传感器: 依据电介质压电效应研制的一类...
什么是压电效应?
压电效应是指某些晶体在受到压力作用时会产生电荷的效应。具体来说,当晶体受到压力作用时,晶体中的电荷分布会发生改变,从而产生电场。这种效应在电子器件中有着广泛的应用,例如用于制造压力传感器、压电晶体振荡器等。压电效应的产生是由于晶体中的电荷分布与压力相互作用的结果。当晶体受到压力作用时,...
压电效应是什么意思?
压电效应是指一种物理现象,即在一些晶体或陶瓷等材料中,当这些材料受到力或压力时,会产生电荷的分布和电势的变化,从而在材料两端产生电压。反之,当在这些材料上施加电场时,它们会发生变形,即产生压力,这种现象被称为反压电效应。压电效应是一种材料学的基本现象,广泛应用于传感器、换能器、电子...
磁电效应的原因是什么?
当磁性材料中的磁场发生变化时,反铁磁性材料中会产生一种称为磁电效应的现象,这种效应会导致材料中出现电势差,即磁生电效应。磁生电效应的大小与磁场的变化率成正比,因此可以通过测量产生的电势差来确定磁场的变化情况。在磁电式传感器中,通常采用了一个灵敏的电路来检测电势差,并将其转化为可供处理...
宋贱奥普: 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). 1)概述 在光的照射下,使物体中的电子脱出的现象叫做光电效应. (2)说明 ①光电效...
册亨县13066931124: 光电效应是什么 - ?
宋贱奥普: 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的深入研究对发展量子理论起了根本性的作用
册亨县13066931124: 光电效应(物理学术语) - 搜狗百科?
宋贱奥普: 当紫外线这一类波长较短、频率较高的光线照射到金属表面时,金属中便有电子向外逸出,这种现象就被称为“光电效应”. 光电效应的实验表明:亮度微弱的紫光能从金属表面打出电子,而亮度很强的红光却不能打出电子,说明光电效应的产生只取决于光的频率而与光的强度无关. 爱因斯坦的光量子假说恢复了光的粒子性,使人们终于认清了光的波粒双重性格.而且在它的启发下,科学家发现了德布罗意物质波,使人们认清了微观世界的波粒二象性,为后来量子力学的建立奠定了理论基础.
册亨县13066931124: 什么是光电效应??
宋贱奥普: 光电效应是指,当光线照射在金属表面时,金属中有电子逸出的现象,称为光电效应.逸出的电子称为光电子. 光电效应发生的原因是金属表面的电子吸收外界的光子, 克服金属的束缚而逸出金属表面. 如带电小锌球在紫外线照射下会失去负电荷带上正电.不同的金属发生光电效应的最小光频率是不同的. 赫兹在1887年发现了光电效应. 好运
册亨县13066931124: 光电效应是怎么回事,说通俗一点?
宋贱奥普: 说白了就是光打到某种材料上,使原材料中的电子“活跃”起来形成电流,这就是光电效应
册亨县13066931124: 求化学大神解释什么是光电效应?具体工作原理是什么? - ?
宋贱奥普: 光电效应是物理现象不是化学领域的. 光电效应是物理学中一个重要而神奇的现象, 光照射到某些物质上,引起物质的电性质发生变化,也就是光能量转换成电能.这类光致电变的现象被人们统称为光电效应. 原理:电子在光照条件下从金属中发射出来,形成光电流.
册亨县13066931124: 什么是光电效应?
宋贱奥普: 只要光的频率超过某一极限频率,受光照射的金属表面就会逸出光电子,这种现象叫光电效应.当在金属外面加一个闭合电路,加上正向电源,这些逸出的光电子全部到达阳极便形成所谓的光电流.
册亨县13066931124: 光电效应如何产生的 - ?
宋贱奥普: 光照射到某些物质上,引起物质的电性质发生变化,也就是光能量转换成电能.这类光致电变的现象被人们统称为光电效应(Photoelectric effect).
册亨县13066931124: 什么是“光电效应”??
宋贱奥普: 光电效应是指物质吸收光子并激发出自由电子的行为.当金属表面在特定的光辐照作用下,金属会吸收光子并发射电子,发射出来的电子叫做光电子.光的波长需小于某一临界值(相等于光的频率高于某一临界值)时方能发射电子,其临界值即...