光電效應英文解釋翻譯、光電效應的近義詞、反義詞、例句
英語翻譯:
photoemission
【化】 photoelectric effect
【醫】 photo-electrical effect
分詞翻譯:
光電的英語翻譯:
photoelectricity
【醫】 photoelectricity
效應的英語翻譯:
effect
【醫】 effect
專業解析
光電效應(Photoelectric Effect)是指物質在受到特定頻率的光照射時發射電子的物理現象。該現象最早由德國物理學家海因裡希·赫茲于1887年發現,後由阿爾伯特·愛因斯坦于1905年用光子理論成功解釋。其核心機制可概括為:當入射光子的能量($E=h
u$)超過金屬材料的逸出功($phi$)時,電子會瞬間脫離金屬表面,形成光電流。
關鍵特性與原理:
- 頻率阈值:存在截止頻率$
u_0$($
u_0 = phi/h$),低于該頻率的光無論強度多大都無法激發電子。
- 瞬時性:電子發射在光照瞬間(約$10^{-9}$秒量級)發生,與經典波動理論預測的延時積累矛盾。
- 能量守恒關系:愛因斯坦方程$E_k = h
u - phi$定量描述了光電子最大動能與入射光頻率的線性關系,該公式被密立根實驗證實。
實際應用領域:
- 光電傳感器(Photoelectric Sensors):利用光電流變化檢測物體存在
- 太陽能電池(Solar Cells):基于光伏效應将光能轉化為電能
- X射線能譜儀:通過分析光電子能量确定材料元素成分
該現象的理論突破推動了量子力學發展,相關實驗設備的設計标準收錄于《國際光電工程手冊》(SPIE Press)。諾貝爾物理學獎官方網站記載,愛因斯坦因光電效應研究獲得1921年諾貝爾獎。
網絡擴展解釋
光電效應是指當光(或其他電磁輻射)照射到金屬表面時,電子從金屬中逸出的現象。以下是其核心要點:
1. 基本概念
- 外光電效應:光照射金屬表面,電子吸收能量後克服逸出功逃逸,形成光電流。這是經典的光電效應形式。
- 内光電效應:光照射半導體或絕緣體時,材料内部電導率改變(如光伏效應),常見于太陽能電池。
2. 關鍵實驗現象
- 截止頻率:隻有光的頻率超過某一阈值(與材料相關)時才會産生光電子,與光強無關。
- 瞬時性:光照瞬間即産生光電流,無時間延遲。
- 光電子動能:電子的最大動能僅與光頻率有關,與光強無關。
3. 理論解釋(愛因斯坦模型)
經典波動理論無法解釋上述現象,愛因斯坦基于普朗克量子假說提出光子說:
- 光由光子組成,光子能量為 $E = h
u$($h$ 為普朗克常量,$
u$ 為頻率)。
- 電子吸收一個光子後,能量用于克服逸出功 $W$,剩餘能量轉化為動能:
$$
frac{1}{2}mv_{text{max}} = h
u - W
$$
此公式稱為愛因斯坦光電方程。
4. 應用領域
- 光電探測器:如光電管、光電倍增管,用于光信號轉換為電信號。
- 太陽能電池:利用内光電效應将光能轉化為電能。
- 成像技術:數碼相機傳感器依賴光電效應捕捉圖像。
5. 曆史意義
- 赫茲于1887年首次觀察到光電效應,但無法解釋。
- 愛因斯坦1905年提出光子理論,因此獲1921年諾貝爾物理學獎。
- 推動了量子力學的發展,證實光的波粒二象性。
若需進一步了解實驗細節或數學推導,可參考物理學教材或相關科學史資料。
分類
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