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光电效应

光电效应

光电效应的应用 1.制造光电倍增管 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。 2.光控制电器 利用光电管制成的光控制电器,可以用于自动控制,如自动计数、自动报警、自动跟踪等等,右上图是光控继电器的示意图,它的工作原理是:

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1. 光电效应的应用

1.制造光电倍增管

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。

2.光控制电器

利用光电管制成的光控制电器,可以用于自动控制,如自动计数、自动报警、自动跟踪等等,右上图是光控继电器的示意图,它的工作原理是:当光照在光电管上时,光电管电路中产生电光流,经过放大器放大,使电磁铁M磁化,而把衔铁N吸住,当光电管上没有光照时,光电管电路中没有电流,电磁铁M就自动控制,利用光电效应还可测量一些转动物体的转速。

3.光电倍增管

利用光电效应还可以制造多种光电器件,如光电倍增管、电视摄像管、光电管、电光度计等,这里介绍一下光电倍增管。这种管子可以测量非常微弱的光。右下图是光电倍增管的大致结构,它的管内除有一个阴极K和一个阳极A外,还有若干个倍增电极K1.K2.K3.K4.K5等。使用时不但要在阴极和阳极之间加上电压,各倍增电极也要加上电压,使阴极电势最低,各个倍增电极的电势依次升高,阳极电势最高,这样,相邻两个电极之间都有加速电场,当阴极受到光的照射时,就发射光电子,并在加速电场的作用下,以较大的动能撞击到第一个倍增电极上,光电子能从这个倍增电极上激发出较多的电子,这些电子在电场的作用下,又撞击到第二个倍增电极上,从而激发出更多的电子,这样,激发出的电子数不断增加,最后后阳极收集到的电子数将比最初从阴极发射的电子数增加了很多倍(一般为105~108倍)。因而,这种管子只要受到很微弱的光照,就能产生很大电流,它在工程、天文、军事等方面都有重要的作用。

4.农业病虫害防治

农业虫害的治理需要依据为害昆虫的特性提出与环境适宜、生态兼容的技术体系和关键技术。为害昆虫表现了对敏感光源具有个体差异性和群体一贯性的趋光性行为特征,并通过视觉神经信号响应和生理光子能量需求的方式呈现出生物光电效应的作用本质。利用昆虫的这种趋性行为诱导增益特性,一些光电诱导杀虫灯技术以及害虫诱导捕集技术广泛地应用于农业虫害的防治,具有良好的应用前景。

2. 光电效应方程

如果入射光子的能量hν 大于逸出功W,那么有些光电子在脱离金属表面后还有剩余的能量,也就是说有些光电子具有一定的动能。因为不同的电子脱离某种金属所需的功不一样,所以它们就吸收了光子的能量并从这种金属逸出之后剩余的动能也不一样。由于逸出功W 指从原子键结中移出一个电子所需的最小能量,所以如果用Ek 表示动能最大的光电子所具有的动能,那么就有下面的关系式 Ek =hν - W (其中,h 表示普朗克常量,ν 表示入射光的频率),这个关系式通常叫做爱因斯坦光电效应方程。即:光子能量 = 移出一个电子所需的能量(逸出功) + 被发射的电子的动能。

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