7.2.1外光电效应器件 7.2.1.1工作原理 光电管是利用外光电效应制成的光电元件,其外形和结构如图7.2.1所示,半圆筒形金属 片制成的阴极K和位于阴极轴心的金属丝制成的阳极A封装在抽成真空的玻壳内,当入射光 照射在阴极上时,单个光子就把它的全部能量传递给阴极材料中的一个自由电子,从而使 自由电子的能量增加h。当电子获得的能量大于阴极材料的逸出功A时,它就可以克服金属 表面束缚而逸出,形成电子发射。这种电子称为光电子,光电子逸出金属表面后的初始动 能为(1/2)m。 根据能量守恒定律有 mv2=hv-A 式中,m为电子质量;为电子逸出的初速度。 由上式可知,要使光电子逸出阴极表面的必要条件是h>A。由于不同材料具有不同的逸出 功,因此对每一种阴极材料,入射光都有一个确定的频率限,当入射光的频率低于此频率 限时,不论光强多大,都不会产生光电子发射,此频率限称为“红限”。相应的波长入为 (7.3) 式中,c为光速;A为逸出功。 A 光电管正常工作时,阳极电位高于阴极,如图722所示。在人射光频率大于“红限” 的前提下,从阴极表面逸出的光电子被具有正电位的阳极所吸引,在光电管内形成空间电 子流,称为光电流。此时若光强增大,轰击阴极的光子数增多,单位时间内发射的光电子 数也就增多,光电流变大。在图722所示的电路中,电流I和电阻只RL上的电压降U就和 光强成函数关系,从而实现光电转换7.2.1 外光电效应器件 7.2.1.1 工作原理 光电管是利用外光电效应制成的光电元件，其外形和结构如图7.2.1所示，半圆筒形金属 片制成的阴极K和位于阴极轴心的金属丝制成的阳极A封装在抽成真空的玻壳内，当入射光 照射在阴极上时，单个光子就把它的全部能量传递给阴极材料中的一个自由电子，从而使 自由电子的能量增加h。当电子获得的能量大于阴极材料的逸出功A时，它就可以克服金属 表面束缚而逸出，形成电子发射。这种电子称为光电子，光电子逸出金属表面后的初始动 能为(1／2)m。 根据能量守恒定律有 (7.2) 式中，m为电子质量；为电子逸出的初速度。 由上式可知，要使光电子逸出阴极表面的必要条件是h>A。由于不同材料具有不同的逸出 功，因此对每一种阴极材料，入射光都有一个确定的频率限，当入射光的频率低于此频率 限时，不论光强多大，都不会产生光电子发射，此频率限称为“红限”。相应的波长λK为 (7.3) 式中，c为光速；A为逸出功。 光电管正常工作时，阳极电位高于阴极，如图7.2.2所示。在人射光频率大于“红限” 的前提下，从阴极表面逸出的光电子被具有正电位的阳极所吸引，在光电管内形成空间电 子流，称为光电流。此时若光强增大，轰击阴极的光子数增多，单位时间内发射的光电子 数也就增多，光电流变大。在图7.2.2所示的电路中，电流IФ和电阻只RL上的电压降U0就和 光强成函数关系，从而实现光电转换。 m h - A 2 1 2  =  A hc  K =