
【電】 photoelectric effetc; photoelectric process; photoelectricity
light; ray; honour; merely; naked; scenery; smooth
【化】 light
【醫】 light; phot-; photo-
【醫】 electric phenomenon
光電現象(Photoelectric Phenomenon)是物理學中描述光與物質相互作用引發電荷轉移或電流産生的物理過程,其核心機制涉及光子能量向電子的傳遞。該術語在漢英詞典中常對應為"photoelectric phenomenon"或"photo-electrical effect",指光照射特定材料時引發電子釋放、導電性變化等電學響應的現象。
從物理機制分析,光電現象主要包括兩種類型:
外光電效應(External Photoelectric Effect):當入射光頻率超過材料阈值時,電子吸收光子能量後脫離物質表面,形成光電流。此現象由愛因斯坦于1905年基于普朗克量子假說完善解釋,其公式表達為:
$$ E_k = h u - phi $$
其中$E_k$為逸出電子動能,$h$為普朗克常數,$ u$為光頻率,$phi$為材料功函數。
内光電效應(Internal Photoelectric Effect):主要發生在半導體材料中,光子激發電子-空穴對,改變材料導電率。這種現象是光伏電池和光電導器件的理論基礎。
現代工程應用中,光電現象支撐着多項核心技術:
權威文獻中,《中國大百科全書·物理學卷》将光電現象列為量子力學的重要實證案例,而《IEEE光電标準術語手冊》則系統規範了相關專業術語的英文對應表述。在材料研究領域,石墨烯等二維材料的光電轉換特性研究為新一代光電器件開發提供了新方向(《自然·納米技術》2024年綜述論文)。
光電現象是指電磁輻射(如可見光、紫外線、X射線等)作用于物體時,引起其電性質發生變化的一類物理現象。以下是綜合多來源信息的詳細解釋:
光電現象的本質是光與物質相互作用導緻電學特性改變的過程。根據能量轉換形式不同,主要包含以下類型:
光電效應
物體吸收光子後,電子獲得足夠能量逸出表面形成光電流。關鍵公式為:
$$
E_k = h
u - W
$$
其中$h$是普朗克常數,$
u$為光頻率,$W$為材料逸出功。
光電離現象
高能光子使氣體/液體中的分子電離,産生電子和正離子。
光電導現象
半導體材料在光照下電導率顯著增加,如光敏電阻工作原理。
光生伏打效應
光能在半導體界面産生電壓,是太陽能電池的基礎原理。
這類現象在光電器件(如光電傳感器)、能源技術(光伏發電)、量子科學研究中具有關鍵作用。需注意不同材料的逸出功和光電産額直接影響實際應用效果。
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