
光电子(Photoelectron)是一个物理学和电子工程领域的专业术语,其核心含义指物质在受到光(特别是紫外光或X射线等高能光子)照射时,从表面发射出的电子。这一现象是光电效应的直接结果。以下是详细解释:
中英对照释义
在汉英词典中,“光电子”对应的英文为“photoelectron”,由“photo-”(光)和“electron”(电子)组合而成,指通过光电效应释放的电子。
光电效应原理
当光子能量((E = h u),其中 (h) 为普朗克常量,( u) 为光频率)大于材料的电子结合能(逸出功)时,电子吸收光子能量并脱离原子束缚,形成光电子。爱因斯坦的光电方程描述了该过程:
$$ h u = K{text{max}} + phi $$
其中 (K{text{max}}) 为光电子最大动能,(phi) 为材料逸出功。
能量依赖性
光电子的动能与入射光频率呈线性关系,与光强无关,这一特性验证了光的粒子性,奠定了量子力学基础。
应用领域
学术定义
《现代汉语词典》(第7版)将“光电子”定义为“物质受光照射后释放的电子”。
《牛津物理学词典》(Oxford Dictionary of Physics)明确“photoelectron”为“electron ejected from a substance by photoelectric effect”。
研究背景
光电效应由赫兹(1887年)发现,爱因斯坦(1905年)理论解释获1921年诺贝尔物理学奖(来源:诺贝尔奖官网)。
通过上述解释,光电子作为量子理论与现代技术的关键载体,其定义和机制在物理学与工程应用中具有一致性和权威性。
光电子是物理学和工程学中的核心概念,其含义可从以下两个层面综合理解:
1. 物理现象中的光电子
光电子特指在光电效应中从物质表面逸出的电子。当特定频率的光照射到金属等材料时,光子能量被电子吸收,若能量超过电子束缚能,电子将脱离原子成为自由电子(即光电子)。该现象由爱因斯坦解释,其数学表达式为:
$$
E_k = h
u - phi
$$
其中$E_k$为光电子动能,$h$为普朗克常数,$
u$为光频率,$phi$为材料逸出功。这种效应是太阳能电池、光电探测器等技术的基础。
2. 学科领域的广义延伸
在光电子学领域,光电子泛指以光子与电子相互作用为核心的研究,覆盖:
与光子的区别
光电子本质仍是电子(具有质量与电荷),而光子是光的量子粒子(无静止质量,以光速传播),二者通过光电效应产生关联。例如在光电倍增管中,光子撞击材料产生光电子,经倍增形成可测电流。
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