
【电】 photoelectric absorption
light; ray; honour; merely; naked; scenery; smooth
【化】 light
【医】 light; phot-; photo-
【电】 electric absorption
光电吸收(Photoelectric Absorption)是光子与物质相互作用的一种量子力学现象,指当入射光子能量大于原子中电子结合能时,光子被原子完全吸收并导致电子从原子中逸出的过程。该效应由爱因斯坦于1905年基于光电效应实验首次提出,其核心机制可表示为:
$$
E{text{光子}} = h u = E{text{结合能}} + E{text{动能}}
$$
其中,( h )为普朗克常数,( u )为光子频率,( E{text{动能}} )为逸出电子的动能。
在材料科学中,光电吸收截面((sigma{text{pe}}))的计算公式为:
$$ sigma
$$
表明高原子序数(( Z ))材料对低能光子吸收更强。该效应广泛应用于X射线成像、光伏器件及辐射探测领域。例如,医学CT利用光电吸收差异区分骨骼与软组织。
权威参考:
光电吸收是光电效应中电子吸收光子能量并引发电流或能量转化的物理过程。以下是详细解释:
基本定义
光电吸收指光照射到物质(如金属或半导体)时,光子能量被物质中的电子吸收,导致电子跃迁至更高能级或逸出材料表面,从而产生电流或其他能量形式(如热能)的现象。
与光电效应的关系
光电吸收是光电效应的核心机制之一,具体表现为三种形式:
微观机制
当光子能量大于电子束缚能时,电子吸收光子并跃迁到激发态,随后通过非辐射(转化为热能)或辐射(如发光)方式释放能量。不同材料对光的吸收能力受其原子结构、能带间隙等因素影响,例如黑色物体因广谱吸收而呈现黑色。
应用领域
该现象广泛应用于光伏发电、光电传感器、光谱分析等领域,是光电转换技术的理论基础。例如,太阳能电池通过光生伏特效应将光能直接转化为电能。
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