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  • 1 # mnkns1347

    內光電效應和外光電效應的定義如下:

    一、內光電效應:內光電效應是光電效應的一種,主要由於光量子作用,引發物質電化學性質變化(比如電阻率改變,這是與外光電效應的區別,外光電效應則是逸出電子)。內光電效應又可分為光電導效應和光生伏特效應。一般情況下,價帶中的電子不會自發地躍遷到導帶,所以半導體材料的導電性遠不如導體。但如果透過某種方式給價帶中的電子提供能量,就可以將其激發到導帶中,形成載流子,增加導電性。光照就是一種激勵方式。當入射光的能量hν≥Eg (Eg為帶隙間隔)時,價帶中的電子就會吸收光子的能量,躍遷到導帶,而在價帶中留下一個空穴,形成一對可以導電的電子——空穴對。這裡的電子並未逸出形成光電子,但顯然存在著由於光照而產生的電效應。因此,這種光電效應就是一種內光電效應。從理論和實驗結果分析,要使價帶中的電子躍遷到導帶,也存在一個入射光的極限能量,即E入=hν0=Eg,其中ν0是低頻限(即極限頻率ν0=Egh)。這個關係也可以用長波限表示,即λ0=hcEg。入射光的頻率大於ν0或波長小於λ0時,才會發生電子的帶間躍遷。

    二、外光電效應:外光電效應是指物質吸收光子並激發出自由電子的行為。當金屬表面在特定的光輻照作用下,金屬會吸收光子併發射電子,發射出來的電子叫做光電子。光的波長需小於某一臨界值(相等於光的頻率高於某一臨界值)時方能發射電子,其臨界值即極限頻率和極限波長。臨界值取決於金屬材料,而發射電子的能量取決於光的波長而非光的強度,這一點無法用光的波動性解釋。還有一點與光的波動性相矛盾,即光電效應的瞬時性,按波動性理論,如果入射光較弱,照射的時間要長一些,金屬中的電子才能積累住足夠的能量,飛出金屬表面。可事實是,只要光的頻率高於金屬的極限頻率,光的亮度無論強弱,電子的產生都幾乎是瞬時的,不超過十的負九次方秒。正確的解釋是光必定是由與波長有關的嚴格規定的能量單位(即光子或光量子)所組成。這種解釋為愛因斯坦所提出。光電效應由德國物理學家赫茲於1887年發現,對發展量子理論及波粒二象性起了根本性的作用。

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