光电效应及其应用毕业论文.doc

本科毕业论文 题 目：光电效应及其应用 学生姓名： xxx 学 院： 物理科学与技术学院 学 号： X 专 业： 应用物理学 班 级： 2008 级应用物理 指导教师： 张 教授 二 〇 一 二 年 十二 月 目录 引言 1 1.爱因斯坦对光电效应的理论解释 1 1.1.经典理论的困难 2 1.2 爱因斯坦的光量子假说 2 1.2.1 爱因斯坦光量子假说：光子论 2 1.2.2 用光量子假说解释光电效应 2 2.光电效应的实验验证 3 2.1光电效应实验原理 3 2.1.1 饱和光电流强度 与入射光强成正比 4 2.1.2 光电子的最大动能随入射光频率的增加而增加，与入射光强无关 4 2.1.3 红限频率 5 2.2 实验步骤 5 2.3 实验结果和分析 6 2.4 实验结论 11 2.4.1 从以上实验数据、图像及计算，可得如下结论 11 3. 光电效应在近代技术中的应用 12 3.1常用的光电器件 12 3.1.1光敏管 12 3.1.2光敏电阻器 12 3.1.3 光敏二极管、三极管 13 3.1.4光电耦合器 13 3.1.5太阳能电池 13 3.2常用光电器件的检测 13 3.2.1光敏电阻的检测 13 3.2.2光电耦合器的检测 14 3.2.3硅光电池的检测 14 结语 14 参考文献 15 致谢 16 摘要 本文介绍了光电效应的发现及发展，着重叙述了爱因斯坦的光量子假说对光电效应的解释及通过实验来验证了爱因斯坦的光量子假说对光电效应解释的正确性求出了普朗克常数，同时也介绍了康普顿效应进一步证实了光量子理论的正确性Abstract This passage introduce the discovery and development of photo-electric effect, it emphasize Einstein’s light quanta hypothesis’s contribute to explaining photo-electric effect and theory physics,　it also introduce the application of photo-electric effect in modern scientific technology and other Einstein’s accomplishment. Key words：Photoelectric effect ;Negative pole; Light quantum ;Plank’s constant ;Laws of motion; Theory of Relativity 引言 光照射到某些物质上，引起物质的电性质发生变化。这类光致电变的现象被人们统称为光电效应（Photoelectric effect）。 　　光电效应分为光电子发射、光电导效应和光生伏特效应。前一种现象发生在物体表面，又称外光电效应。后两种现象发生在物体内部，称为内光电效应。 　　赫兹于1887年发现光电效应，爱因斯坦第一个成功的解释了光电效应。金属表面在光辐照作用下发射电子的效应，发射出来的电子叫做光电子。光波长小于某一临界值时方能发射电子，即极限波长，对应的光的频率叫做极限频率。临界值取决于金属材料，而发射电子的能量取决于光的波长而与光强度无关，这一点无法用光的波动性解释。还有一点与光的波动性相矛盾，即光电效应的瞬时性，按波动性理论，如果入射光较弱，照射的时间要长一些，金属中的电子才能积累住足够的能量，飞出金属表面。可事实是，只要光的频率高于金属的极限频率，光的亮度无论强弱，光子的产生都几乎是瞬时的，不超过十的负九次方秒。正确的解释是光必定是由与波长有关的严格规定的能量单位(即光子或光量子)所组成。 　　光电效应里，电子的射出方向不是完全定向的，只是大部分都垂直于金属表面射出，与光照方向无关 ,光是电磁波，但是光是高频震荡的正交电磁场，振幅很小，不会对电子射出方向产生影响. 1.爱因斯坦对光电效应的理论解释 　光电效应使经典电磁波理论陷入困境，给物理学的晴朗天空又增加了一朵乌云，这一事实激励着年青的爱因斯坦（A.Einstein，德，1879－1955）他苦苦地思索着，正在这个时候，理论物理学家普朗克（M.Planck,德1858一1947）发表了能量子的假设，成功地解决了黑体辐射的问题，爱因斯坦对晋朗克的能量子假设进行了研究后，把量子论彻底贯彻到辐射和吸收过程中去提出了崭新的光量子的