
【電】 photoelectric emission; photoemission
光電發射(Photoelectric Emission)是指物質表面在受到光照射時釋放電子的物理現象,屬于外光電效應的核心表現形式。該現象需滿足光子能量大于材料功函數的基本條件,其定量關系由愛因斯坦光電方程描述: $$ E_{text{max}} = h u - phi $$ 其中$h$為普朗克常數,$ u$為入射光頻率,$phi$為材料功函數。
在工程應用中,光電發射效應是光電倍增管、X射線探測器等設備的工作原理基礎。材料選擇需平衡功函數與量子效率,金屬材料中铯、銻等因較低功函數而具有較高靈敏度。
量子理論解釋方面,愛因斯坦突破性地将光量子化概念引入該現象,成功解決了經典電磁理論無法解釋的截止頻率問題,這一理論突破為其赢得1921年諾貝爾物理學獎。現代研究發現,納米結構表面可增強局域電場,顯著提升光電發射效率。
主要參考資料:
光電發射(Photoemission),又稱外光電效應,是指物質(主要為金屬或半導體)在光照條件下吸收光子能量,導緻電子逸出物質表面的物理現象。以下從定義、基本原理及與其他效應的區别等方面進行詳細解釋:
核心機制:當光子能量(( h
u ))大于材料逸出功(( W ))時,電子吸收光子能量後克服表面勢壘束縛,逸出形成光電子。其能量關系由愛因斯坦公式表示:
$$
h
u = W + frac{1}{2}mv
$$
其中,( frac{1}{2}mv )為電子逸出後的最大動能。
物理過程:分三步完成(三步模型):
光電發射遵循以下規律:
光電發射屬于外光電效應,與内效應(如光電導、光伏效應)的關鍵區别在于:
光電發射現象廣泛應用于光電器件,如光電傳感器、光電成像管、光通信發射器等。其原理也為光電子譜分析提供了理論基礎。
【别人正在浏覽】