
光電子(Photoelectron)是一個物理學和電子工程領域的專業術語,其核心含義指物質在受到光(特别是紫外光或X射線等高能光子)照射時,從表面發射出的電子。這一現象是光電效應的直接結果。以下是詳細解釋:
中英對照釋義
在漢英詞典中,“光電子”對應的英文為“photoelectron”,由“photo-”(光)和“electron”(電子)組合而成,指通過光電效應釋放的電子。
光電效應原理
當光子能量((E = h u),其中 (h) 為普朗克常量,( u) 為光頻率)大于材料的電子結合能(逸出功)時,電子吸收光子能量并脫離原子束縛,形成光電子。愛因斯坦的光電方程描述了該過程:
$$ h u = K{text{max}} + phi $$
其中 (K{text{max}}) 為光電子最大動能,(phi) 為材料逸出功。
能量依賴性
光電子的動能與入射光頻率呈線性關系,與光強無關,這一特性驗證了光的粒子性,奠定了量子力學基礎。
應用領域
學術定義
《現代漢語詞典》(第7版)将“光電子”定義為“物質受光照射後釋放的電子”。
《牛津物理學詞典》(Oxford Dictionary of Physics)明确“photoelectron”為“electron ejected from a substance by photoelectric effect”。
研究背景
光電效應由赫茲(1887年)發現,愛因斯坦(1905年)理論解釋獲1921年諾貝爾物理學獎(來源:諾貝爾獎官網)。
通過上述解釋,光電子作為量子理論與現代技術的關鍵載體,其定義和機制在物理學與工程應用中具有一緻性和權威性。
光電子是物理學和工程學中的核心概念,其含義可從以下兩個層面綜合理解:
1. 物理現象中的光電子
光電子特指在光電效應中從物質表面逸出的電子。當特定頻率的光照射到金屬等材料時,光子能量被電子吸收,若能量超過電子束縛能,電子将脫離原子成為自由電子(即光電子)。該現象由愛因斯坦解釋,其數學表達式為:
$$
E_k = h
u - phi
$$
其中$E_k$為光電子動能,$h$為普朗克常數,$
u$為光頻率,$phi$為材料逸出功。這種效應是太陽能電池、光電探測器等技術的基礎。
2. 學科領域的廣義延伸
在光電子學領域,光電子泛指以光子與電子相互作用為核心的研究,覆蓋:
與光子的區别
光電子本質仍是電子(具有質量與電荷),而光子是光的量子粒子(無靜止質量,以光速傳播),二者通過光電效應産生關聯。例如在光電倍增管中,光子撞擊材料産生光電子,經倍增形成可測電流。
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