
【電】 photoelectric absorption
light; ray; honour; merely; naked; scenery; smooth
【化】 light
【醫】 light; phot-; photo-
【電】 electric absorption
光電吸收(Photoelectric Absorption)是光子與物質相互作用的一種量子力學現象,指當入射光子能量大于原子中電子結合能時,光子被原子完全吸收并導緻電子從原子中逸出的過程。該效應由愛因斯坦于1905年基于光電效應實驗首次提出,其核心機制可表示為:
$$
E{text{光子}} = h u = E{text{結合能}} + E{text{動能}}
$$
其中,( h )為普朗克常數,( u )為光子頻率,( E{text{動能}} )為逸出電子的動能。
在材料科學中,光電吸收截面((sigma{text{pe}}))的計算公式為:
$$ sigma
$$
表明高原子序數(( Z ))材料對低能光子吸收更強。該效應廣泛應用于X射線成像、光伏器件及輻射探測領域。例如,醫學CT利用光電吸收差異區分骨骼與軟組織。
權威參考:
光電吸收是光電效應中電子吸收光子能量并引發電流或能量轉化的物理過程。以下是詳細解釋:
基本定義
光電吸收指光照射到物質(如金屬或半導體)時,光子能量被物質中的電子吸收,導緻電子躍遷至更高能級或逸出材料表面,從而産生電流或其他能量形式(如熱能)的現象。
與光電效應的關系
光電吸收是光電效應的核心機制之一,具體表現為三種形式:
微觀機制
當光子能量大于電子束縛能時,電子吸收光子并躍遷到激發态,隨後通過非輻射(轉化為熱能)或輻射(如發光)方式釋放能量。不同材料對光的吸收能力受其原子結構、能帶間隙等因素影響,例如黑色物體因廣譜吸收而呈現黑色。
應用領域
該現象廣泛應用于光伏發電、光電傳感器、光譜分析等領域,是光電轉換技術的理論基礎。例如,太陽能電池通過光生伏特效應将光能直接轉化為電能。
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