高中物理选修3_5光电效应课件
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光电管光电管与光电效应光电管的介绍,属于高中物理选修3-5波粒二象性的内容,属于光电效应这一节。
我们首先来复习下光电效应的概念。
在光的照射下,某些物质内部的电子会被光子激发出来而离开该物质的表面,持续的光照射,就会产生电流(电子移动产生的),具体如下图所示。
从能量转化的角度来看,光电效应是一个光生电的过程(发电过程),是光能转化为电能的过程。
光电效应最早由德国物理学家赫兹于1887年发现,但这一现象在当时很长一段时间内不能被解释清楚。
光电效应正确的解释由爱因斯坦提出,具体见这篇文章的详细介绍。
光电管光电管是基于光电效应的一种光电转换器件。
光电管可使光信号转换成电信号。
市场上的光电管,大致可分为真空光电管和充气光电管两种。
光电管的典型结构是将球形玻璃壳抽成真空,在内半球面上涂一层光电材料作为阴极,球心放置小球形或小环形金属作为阳极。
若球内充低压惰性气体就成为充气光电管。
光电子在飞向阳极的过程中与气体分子碰撞而使气体电离,可增加光电管的灵敏度。
用作光电阴极的金属有碱金属、汞、金、银等,可适合不同波段的需要。
光电管灵敏度低、体积大、易破损,是一种较为原始的光电设备(就犹如老式的显像管电视机一样),目前基本上已被固体光电器件所代替。
光电管原理及光电管工作原理图前文已经提及,光电管工作原理是光电效应,是光照射某物质,该物质的电子俘获能量后克服原子核的束缚,逃逸出来(形成电流)。
因为我们是高中物理网,因此这里的介绍是基于高中物理选修3-5波粒二象性教材的。
光电管工作原理图如上图所示,某种单色光照射金属K,金属K表面的电子俘获能量后可以克服原子核的束缚(逸出功),并有一部分能量富裕,这就是电子的动能。
电子如图所示,从K表面激发出来后,向A极运动。
这样,A极有大量的负电荷带负电,而K极失去了电子带正电。
如果将K极与A极连接,串联一个灵敏电流计(图中G表),那么电流计就有示数。
这就是光电管原理解释。
光电效应与光电管都不好理解,笔者建议同学们借助物理自诊断专题45的典型题以及配套的视频来深入学习。