第8章光电式传感器光一→电转换：光电效应光学通路光电器件辐射源→输出K被测量被测量组成：光源、光学元件、光电元件学习内容：光电效应；光电器件光学元件；应用；各种新型传感器
1 第8章 光电式传感器 光 电转换: 光电效应 组成: 光源、光学元件、光电元件 学习内容： 光电效应；光电器件； 光学元件；应用；各种新型传感器
$ 8.1光电效应当光线照射物体时，可看作一串具有能量E的光子轰击物体，如果光子的能量足够大，物质内部电子吸收光子能量后，摆脱内部力的约束，发生应电效应的物理现象，称为光电效应。1）在光的作用下，物体内的电子逸出物体表面向外发射的现象叫外光电效应，如光电管、光电倍增管等。2）在光线作用下，物体的电阻率改变的现象，称为光电导效应，如光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管、光敏晶闸管等。在光线作用下，物体产生一定方向电动势的现象，称为光生伏特现象，如光电池等。这二种可统称为：内光电效应2
2 §8.1 光电效应 当光线照射物体时，可看作一串具有能量E的 光子轰击物体，如果光子的能量足够大，物质内部 电子吸收光子能量后，摆脱内部力的约束，发生相 应电效应的物理现象，称为光电效应。 1）在光的作用下，物体内的电子逸出物体表面， 向外发射的现象叫外光电效应，如光电管、光电倍 增管等。 2）在光线作用下，物体的电阻率改变的现象，称 为光电导效应，如光敏电阻、光敏二极管、光敏三 极管、光敏晶闸管等。在光线作用下，物体产生一 定方向电动势的现象，称为光生伏特现象，如光电 池等。这二种可统称为：内光电效应
8.1.1外光电效应k==mVo2=hv- AoEkE-hve2Vo:电子速度：h=6.63X10-34J.SAo：物体表面逸出功；w光的频率。hv>A。:有电子发射出来，即有光电效应hv= A。:逸出的电子初速度为O，此时光子的频率为该物质产生外光电效应的最低频率，称为红限频率。红限波长：2= hc／A3
3 8.1.1 外光电效应 :有电子发射出来，即有光电效应， :逸出的电子初速度为 0 ，此时光子 的频率V 为该物质产生外光电效应的最低频率， 称为红限频率。红限波长： E = h e 0 2 0 K 2 1 E = mV = h − A h A0 h = A0 h=6.63X10-34 J.S; V0 :电子速度； A0：物体表面逸出功； v:光的频率。 0 0 = hc / A
*当入射光频谱成分不变时，产生的光电流与光强度成正比。*光电子逸出物体表面有初始动能E要使光电人射光流为零，须加负电压。阻极*Einstein光电效应方程：阴极hv==mVo2 + Ao2b)B)利用外光电效应制成的光电器件有真空光电管、充气光电管和光电倍增管
4 利用外光电效应制成的光电器件有真空光电 管、充气光电管和光电倍增管。 *当入射光频谱成分不变时，产生的光电流与 光强度成正比。 *光电子逸出物体表面有初始动能EK，要使光电 流为零，须加负电压。 *Einstein 光电效应方程： 0 2 0 2 1 h = mV + A
8.1.2内光电效应RnhvEg阻挡层光电效应：光作用，使光内光电效应：光作用，阝电器件产生一定方向的电动势使光电器件的电阻率变化。器件：光电池，光敏二极管、光敏三极管。器件：光敏电阻。导带hy禁带--he价带hv> Eg5
5 h Rg h E 内光电效应：光作用， 使光电器件的电阻率 变化。 器件：光敏电阻。 阻挡层光电效应：光作用，使光 电器件产生一定方向的电动势。 器件：光电池，光敏二极管、光 敏三极管。 8.1.2 内光电效应 导带 禁带 价带 hv e h Eg hv e - h