[科普中國]-光子效應(yīng)

條件

光子效應(yīng)是指單個光子的能量hν對產(chǎn)生的光電子起直接作用的一類光電效應(yīng)，基于光子效應(yīng)而工作的探測器統(tǒng)稱為光子探測器。各種光子探測器的共同特征是它們的閾值特性，即光子效應(yīng)條件：

ν≥νc 或 λ≤λc (34-1)

式中，vc和λc分別稱為光子探測器的截止響應(yīng)頻率和波長。

注意到：普朗克常數(shù)h=6.6×10J·s=4.13×10 eV·s，c =3×10μm/s=3×10nm/s。

可以推知：

λ(μm)=1.24/E(eV) 或λ(nm)=[1240/E(eV)](34-2)

式中，E為由光子探測器材料決定的閾值能量。1

分類光子效應(yīng)是指單個光子的能量hν對產(chǎn)生的光電子起直接作用的一類光電效應(yīng)，包括外光電效應(yīng)和內(nèi)光電效應(yīng)，如表所示?；诠庾有?yīng)而工作的探測器統(tǒng)稱為光子探測器，故有不同種類的探測器。

|| ||

辨析區(qū)分光電探測器的物理效應(yīng)通常分為兩大類：光子效應(yīng)和光熱效應(yīng)，在每一大類中又可分為若干細(xì)目。

光熱效應(yīng)光熱效應(yīng)和光子效應(yīng)完全不同。探測元件吸收光輻射能量后，并不直接引起內(nèi)部電子狀態(tài)的改變，而是把吸

收的光能變?yōu)榫Ц竦臒徇\動能量，引起探測元件溫度上升，溫度上升的結(jié)果又使探測元件的電學(xué)性質(zhì)或其他物理性質(zhì)發(fā)生變化。所以，光熱效應(yīng)與單光子能量hν的大小沒有直接關(guān)系。原則上，光熱效應(yīng)對光波頻率沒有選擇性。只是在紅外波段上，材料吸收率高，光熱效應(yīng)也就更強烈，所以被廣泛用于對紅外線輻射的探測。因為溫度升高是熱積累的作用，所以光熱效應(yīng)的響應(yīng)速度一般比較慢，而且容易受環(huán)境溫度變化的影響。

|| ||

各自特點光子效應(yīng)對光波頻率表現(xiàn)出選擇性，響應(yīng)速度一般比較快；

光熱效應(yīng)原則上對光波頻率沒有選擇性，響應(yīng)速度一般比較慢。2