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光電開關的三種效應/News

光電開關的三種效應

更新日期:2019-05-28 13:31:23 浏覽次數: 作者:德寶股指期货配资傳感器

光電效應是物理学中一個重要而神奇的現象,在光的照射下,某些物質内部的電子會被光子激發出来而形成電流,即光生電 。光電現象由德國物理学家赫茲于1887年發現,而正确的解釋为愛因斯坦所提出。科学家們對光電效應的深入研究對發展量子理論起了根本性的作用,光電開關是一種小型電子設備,各種光電檢測系統中實現光電轉換的關鍵元件。它主要是利用光的各種性質,檢測物體的有無和表面狀态的變化等的傳感器。光電式傳感器具有非接觸、響應快、性能可靠等特點,因此在工业自动化裝置和機器人中獲得廣泛應用。
光電開關一般由光源、光学通路和光電元件三部分組成。 把被測量的變化轉換成光信号的變化,然後借助光電元件進一步将光信号轉換成電信号。
 
 


 
光電元件是光電開關中最重要的組成部分,它的核心工作原理是不同類型的光電效應。根據波粒二象性,光是由光速運动的光子所組成, 當物體受到光線照射時,其内部的電子吸收了光子的能量後改變狀态,自身的電性質也會發生改變,这樣的現象稱为光電效應。根據電屬性狀态的不同變化,将光電效應分为以下三種:
1)外光電效應
  在光線作用下使電子逸出物體表面的現象稱为外光電效應。基于外光電效應的光電元件有光電管,光電倍增管等。
2)光電島效應
  有光電管,光電倍增管等。半導體内的電子吸收光子後不能躍出半導體,使物體的電導率發生變化,或産生光生電动勢的現象稱为内光電效應。内光電效應按其工作原理可分为光電導效應和光生伏特效應。基于光電導效應的光電元件有光敏電阻,光敏晶體管等。
3)光生伏特效應
  在光線作用下,物體産生一定方向電动勢的現象稱为光生伏特效應。基于光生伏特效應的光電元件有光電池和光敏二極管、三極管等。以光電管为例,當入射光照射在陰極上時,單個光子把它的全部能量傳遞給陰極材料中的一個自由電子,從而使自由電子的能量增加。當電子獲得的能量大于陰極材料的逸出功時,它就可以克服金屬表面束縛而逸出,形成電子發射,这種電子稱为光電子。 隻有當入射光的頻率高于極限頻率時,才會産生光電子。

 

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