《物理光电效应原理及其在实际中的应用探讨》由会员分享，可在线阅读，更多相关《物理光电效应原理及其在实际中的应用探讨（4页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 物理光电效应原理及其在实际中的应用探讨 张益斌摘 要：在物理学中，光电效应是一种非常神奇的现象。某些物质内部的电子如果在高于某特定频率的电磁波照射下，可以被光子激发，从而形成电流，这种现象称为光生电现象。早在十九世纪，德国物理学家赫兹首次发现光电现象。笔者对物理光电效应原理进行分析，并就其在实际中的应用探讨。关键词：物理光电效应 实际生活 应用1.物理光电效应原理分析当光照射在物体上时，光的能量只有部分以热的形式被物体所吸收，而另一部分则转换为物体中某些电子的能量，使这些电子逸出物体表面，这种现象称为光电效应。物理光电效应的本质是光与物质（金属）之间的相互作用。在信号转换的过程中，光电效应是
2、非常重要的。利用光电效应原理，不仅可以制作光电管，夜视仪，还可以将其在电视录像、光电检测等多个领域中进行应用。正是因为光有波粒二象性，光的波性被显现出来，从而产生衍射、干涉、偏振等现象。如果光和物体发生作用，光的粒子性就被显现出来。图1是研究光电效应的一种简单实验装置：在光电管的阳极A和阴极K之间加上直流电压U，当用单色光照射阴极K时，阴极上就会有光电子逸出，它们将在加速电场的作用下飞向阳极A而形成电流I，称为光电流。2.物理光电效应的实际应用探讨2.1物理光电效应在光电管中的应用光电管从本质上来看就是一种光电器件，其应用较为普遍。在1927年，美国首次拍摄成功有声电影之前，电影是无声的。在后
3、期，尽管电影能够发声，但是借助留声机来实现电影的播放的。如果声音和影像不能默契配合，那么播放出来的效果是很不理想的。在二十一世纪的今天，我们能够通过电视机或电脑轻轻松松地观看到有声电影，这跟光电管的发明是分不开的。当一部电影拍摄结束之后，就需要进行录音，在录音的过程中，会使用设备将声音的改变转化为光的改变，声音的“像”摄制在影片的边缘，最终形成影片边上的音道。在对电影进行放映的过程中，光电管的工作的过程就是使“声音的照片”被还原为声音的过程。其中用到的原理就是在变化的光照射光电管的前提条件下，使电路中的电流发生改变，如果使电流放大，那么就可以借助喇叭实现声音的播放。2.2物理光电效应在光控继电
4、器中的应用光控继电器是工厂中广泛使用的一种器件，很多光电控制设备都会用到光控继电器。光控继电器的用途非常广泛，不仅可以自动计数，还可以用于安全生产。比如在传送带产品的传送的过程中，如果要自动计数，可以将光源放置在传送带一侧，将光电管放置在传送带的另一侧，一旦有产品在传送带上传送，那么光线就会被遮挡，光控继电器就放开衔铁一次，从而使计数器数字加1。又如，在某些机器上安装光控继电器，可以使机器停止工作，从而实现对工人的保护，使事故发生的概率大大降低。2.3物理光电效应在太阳能电池中的应用太阳能电池是可以有效吸收太阳能并将其转化成电能的半导体部件，其原理是利用光生伏特效应把光能转换成电能。这种半导体
5、部件的主要结构是一个较大的PN结，所谓PN结，就是将P型半导体与N型半导体制作在同一块半导体（通常是硅或锗）基片上，在它们的交界面就形成空间电荷区，这个空间电荷区被称为是PN结。现在，太阳能电池在多个领域获得了广泛的应用。比如在人造卫星和空间站，使用其他能源是很难获得持久的能量支持的，而太阳能几乎是取之不尽用之不竭的，将太阳能转化为电能是一个不错的想法。太阳电池电源设备在航空运输和气象观测、航线识别领域都有应用。不仅如此，在我们日常生活中，手表和照相机等也可以使用太阳能电池，这些太阳能电池使用的原理就是物理光电效应的原理。2.3物理光电效应在光电探测器中的应用在半导体光电效应实际应用中，光电探
6、测器是其中非常重要的应用之一。光电探测器不仅能够实现对光辐射的接收，还可以实现对光辐射的探测。通过对光电探测器的组成进行分析，不难发现其主要的部件是光敏管，其中二极管和三极管是光敏管重要的组成部分。在高中教材中，传感器的应用实验使我们对光敏电阻的功能有了进一步的认识，其中光敏电阻能够对光电信号进行转化。在数码照相机中，光电探测器能够对光子的基本粒子的图案进行感知，并把图案转为图像。在夜视镜中，借助光探测器可以使人的肉感感知到热辐射。3.小结在科学技术飞速发展的过程中，物理光电效应原理得到了越来越深入而广泛的应用。在实际应用中，物理光电效用不仅在光电管、光控继电器、太阳能电池、光电探测器中有应用，而且在其他很多领域可以看到物理光电效应的应用。在学习高中物理的过程中，我们应当学会将高中物理知识应用到实际中去。在对日常事物观察的同时，加强对高中物理理论知识的理解，从而实现理论和实践的结合。参考文献：1 陈振宽，王志标.光电传感器的基本知识及其创新应用J.农村实用科技信息，2011.2 陈泽民.近代物理與高新技术物理基础M.北京：清华大学出版社，2001.3 郑冬梅，闫迎利.光电效应与光电器件应用J.现代物理知识，2006.4 倪建云.浅析“光电效应”中的小疑惑J.物理教师，2010，31（11）. -全文完-
