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詳解光電效應(yīng)和光電效應(yīng)的應(yīng)用
2021/3/4 15:19:34
光電效應(yīng)是物理學(xué)上一個(gè)著名的發(fā)現(xiàn)，在高于某特定頻率的電磁波照射下，某些物質(zhì)內(nèi)部的電子吸收能量后逸出而形成電流，即光生電。這個(gè)現(xiàn)象是由德國物理學(xué)家赫茲于1887年發(fā)現(xiàn)，由愛因斯坦正式提出。光電效應(yīng)使得我們對(duì)于光子的量子性質(zhì)有了更深刻了解，對(duì)于波粒二象性概念的提出有重大影響。今天就由賢集網(wǎng)的小編給大家詳細(xì)介紹下光電效應(yīng)的應(yīng)用。
光電效應(yīng)
簡(jiǎn)單來說就是光照射在金屬上，引起金屬的電性質(zhì)發(fā)生變化，這就叫光電效應(yīng)。光電效應(yīng)分為光電子發(fā)射，因?yàn)榘l(fā)生在物體表面稱為外光電效應(yīng)，光電導(dǎo)效應(yīng)和阻擋層光電效應(yīng)，這兩種現(xiàn)象發(fā)生在物體內(nèi)部，稱為內(nèi)光電效應(yīng)。
光電效應(yīng)的應(yīng)用
在航天、醫(yī)學(xué)、科研，以及工業(yè)控制、家用電器、航海事業(yè)等各個(gè)領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用。比如光電傳感器、光控制電器、光電倍增管等等，下面我就具體舉例說說看。
光電傳感器
下面這個(gè)圖就是一個(gè)簡(jiǎn)單的光電傳感器，如你所看到的，一個(gè)大的玻璃球罩在外面，里面有一些金屬涂料，這是作為光電管的陰極使用的；而在玻璃管內(nèi)部還有半圓金屬球或者環(huán)狀金屬絲，這是作為光電管的陽極使用的。人們?cè)?jīng)利用這個(gè)裝置做過一個(gè)實(shí)驗(yàn)：當(dāng)陽光照在光電管的陰極時(shí)候，會(huì)有電流溢出，光照多久，電流持續(xù)多久；而當(dāng)陽光沒有照在光電管的陰極時(shí)候，是沒有電流溢出的。這就說明當(dāng)光照射時(shí)，有電子從光電陰極逸出。在加速電場(chǎng)作用下，電子飛向陽極，從而在回路中形成光電流。
光控制電器當(dāng)光照在光電管上時(shí)，光電管電路中產(chǎn)生電光流，經(jīng)過放大器放大，使電磁鐵M磁化，而把。當(dāng)光電管上沒有光照時(shí)，光電管電路中沒有電流，電磁鐵M就不吸銜鐵，開關(guān)仍處于斷開狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。利用光電效應(yīng)還可測(cè)量一些轉(zhuǎn)動(dòng)物體的轉(zhuǎn)速。
應(yīng)用比較廣泛了，自動(dòng)計(jì)數(shù)、自動(dòng)報(bào)警、自動(dòng)跟蹤等等都是的。原理是當(dāng)光照在光電管上，產(chǎn)生巨大的電光流，經(jīng)過放大器的放大，電磁鐵M磁化了，此時(shí)把銜鐵N吸住，接通了開關(guān)。而沒有光照時(shí)候，光電管中就沒有電流了，電磁鐵不嗯那個(gè)磁化，開關(guān)處于斷開狀況。很簡(jiǎn)單的裝置對(duì)吧？還可以測(cè)量一些物體的轉(zhuǎn)速呢，或者我們實(shí)驗(yàn)室常見的激光琴也是這個(gè)原理制作的。
光電倍增管
原理是將微弱光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。當(dāng)光照射到陰極時(shí)，光陰極向真空中激發(fā)出光電子。光電子按聚焦極電場(chǎng)進(jìn)入倍增系統(tǒng)，并通過進(jìn)一步的二次發(fā)射倍增放大。然后把放大后的電子用陽極收集作為信號(hào)輸出。
這個(gè)器件廣泛應(yīng)用在探測(cè)紫外、可見和近紅外區(qū)中，具有極高的靈敏度和極低的噪聲，并且響應(yīng)快速、成本低、陰極面積大。
光電效應(yīng)的應(yīng)用當(dāng)然遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止于此，我們需要做的就是掌握其中的奧妙和原理，下次自己可以動(dòng)手做些小實(shí)驗(yàn)。關(guān)于物理上的實(shí)驗(yàn)原理都是前輩科學(xué)家專心研究花費(fèi)無數(shù)精力和心血得出的結(jié)果，所以我們?cè)趯W(xué)習(xí)的時(shí)候不要僅僅是拿來就用，要多問幾個(gè)為什么？了解清楚前因后果，才能更加有效的學(xué)會(huì)物理，為以后的工作打下基礎(chǔ)。
