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外光电效应与内光电效应的区别(内光电效应和外光电效应的区别)

外光电效应与内光电效应的区别(内光电效应和外光电效应的区别)

内光电效应和外光电效应的区别一、内光电效应:

内部光电效应是光电效应的一种,主要是由于光的量子效应,引起物质电化学性质的变化(如电阻率的变化,与外部光电效应不同,外部光电效应是电子的逃逸)。内部光电效应可分为光电导效应和光伏效应。

一般价带的电子不会自发跳到导带,所以半导体材料的电导率远小于导体。但是,如果以某种方式给价带中的电子提供能量,它们可以被激发到导带中形成载流子,增加电导率。光是一种刺激。当入射光的能量hEg (Eg为带隙间隔)时,价带中的电子会吸收光子的能量而跳到导带,在价带中留下一个空穴,形成一对3354的电子-空穴对,可以导电。这里的电子并没有逃逸形成光电子,但是由于光照明显存在电效应。所以这种光电效应是内部光电效应。从理论和实验结果分析,入射光也存在一个极限能量,即E-in=h0=Eg,其中0为低频极限(即极限频率0=Egh)。这个关系也可以用长波极限来表示,即0=hcEg。当入射光的频率大于0或波长小于0时,电子会发生带间跃迁。

二、外部光电效应:

外光电效应是指物质吸收光子,激发自由电子的行为。

当金属表面受到特定光线照射时,金属会吸收光子并发射电子,发射的电子称为光电子。只有当光的波长小于某个临界值(等于光的频率高于某个临界值)时才能发射电子,临界值就是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不是光的强度,这不能用光的波动来解释。还有一点和光的波动性矛盾,就是光电效应的瞬时性。根据挥发理论,如果入射光较弱,照射时间较长,金属中的电子可以积累足够的能量,飞出金属表面。但事实是,只要光的频率高于金属的极限频率,无论光的亮度强弱,电子的产生几乎是瞬间的,不超过十秒的负九次方。正确的解释是,光必须由与波长相关的严格规定的能量单位(即光子或光量子)组成。这个解释是爱因斯坦提出的。光电效应是德国物理学家赫兹在1887年发现的,对量子理论和波粒二象性的发展起到了基础性作用。

具有内部光电效应的太阳能电池;

光伏效应的一个重要应用是利用光照射时PN结产生的光生电压来制造器件——太阳能电池,将太阳能转化为电能。用于制造太阳能电池的材料主要包括硅(Si)、硫化镉(CdS)和砷化镓(GaAs)。还有很多新的高效材料正在研究和实验中。目前,太阳能电池已被广泛应用。它已成为宇宙飞船、卫星和空间站的重要长期电源。在其他领域也有广泛的应用。目前,国内外太阳能电池发电设备的应用情况简要介绍如下:

研制——颗观测、航天器和通信卫星…

运输——飞机,机场灯,航空障碍灯,地空无线电通信…

气象观测——无人气象站、雪表、水位计、地震遥测仪…

航线识别——航标灯,浮标障碍灯,灯塔,潮流仪…

通信设备——无线电通信机、对讲机、电视广播转播台…

畜牧——电围栏,水泵,温室,

光电探测器也是半导体光电效应的一个重要应用。光电探测器是接收和探测各种光辐射的装置。其中,光电晶体管(包括各种光电晶体管、光电晶体管和部分光电晶体管)是这类光电器件的重要组成部分。它和我们高中课本传感器实验中研究的光敏电阻都是光电信号转换的器件。光电探测器在科技、生活、生产和国防建设中有着重要的应用。比如数码相机、数码摄像机、天文显微镜、GPS全球定位系统、气象卫星拍摄的气象云图、巡航导弹目标定位等等。这些应用中最基本的是要有一个非常灵敏的光电探测器。

标签:光电效应电子


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