大家好!今天让小编来大家介绍下关于光伏农业寿命_常用的污水处理设备有哪些的问题,以下是小编对此问题的归纳整理,让我们一起来看看吧。
文章目录列表:
1.网上公司注册:太阳能公司注册经营范围如何填写2.常用的污水处理设备有哪些
3.2016年干什么最赚钱,机会都在这
4.光电效应是什么
网上公司注册:太阳能公司注册经营范围如何填写
太阳能的普及以及需求是全球化的,不过,虽然太阳能是可再生资源,但是由于收取太阳能的太阳能板有一定的寿命,替换下来的太阳能板很难被大自然分解,会造成相当大的污染,所以太阳能的开发的利用目前还是建议国内自产自用,毕竟环境被污染了,赚取再多的钱也是弥补不了的。那么,太阳能公司注册经营范围有哪些?
1、太阳能技术的研究、开发、应用、投资;太阳能发电项目的开发、投资、建设、维护与经营管理;太阳能应用的咨询服务;太阳能发电系统设备制造;太阳能发电的规划设计;光伏农业项目投资、开发与经营管理;农林牧渔生产及加工行业的投资与管理;建筑光伏一体化项目投资、开发、建设及物业管理;进出口业务;储能技术、设备、材料的研发和制造。(企业依法自主选择经营项目,开展经营活动;依法须经批准的项目,经相关部门批准后依批准的内容开展经营活动;不得从事本市产业政策禁止和限制类项目的经营活动。)
2、太阳能发电及电力储备;太阳能技术及相关配套产品研发、应用、转让及销售;太阳能应用技术咨询服务;太阳能发电项目开发、设计、组织建设、维护与经营管理;太阳能发电电子系统设备研发、制造、销售;储能技术设备和材料的研发、制造、销售;光伏农业、光伏林业、光伏牧业、光伏渔业项目开发、组织建设与经营管理;分布式光伏项目开发、组织建设及经营管理;能源智能化经营管理;货物及技术进出口业务;物业管理。(依法须经批准的项目,经相关部门批准后方可开展经营活动)
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常用的污水处理设备有哪些
LED智能节能路灯是一种利用LED技术和智能控制系统来实现节能和智能化的路灯。下面是一些设计想法和意见,供参考:
1. 使用高效的LED光源:LED光源具有高效、长寿命和可调光等特点,可以大幅度降低能耗。选择高亮度、高效率的LED光源,可以提高照明效果,同时减少能源消耗。
2. 采用智能控制系统:通过智能控制系统,可以根据路况、天气等情况自动调节亮度。例如,在交通繁忙时可以提高亮度,而在交通较少时可以降低亮度,以达到节能的目的。
3. 使用光感应器:安装光感应器可以实现根据环境光强度自动调节亮度。当周围环境光较暗时,路灯可以自动提高亮度,而在白天或光线充足时可以降低亮度或关闭。
4. 采用人体感应器:安装人体感应器可以实现根据人流量自动调节亮度。当有人经过时,路灯可以自动亮起,而在无人经过时可以降低亮度或关闭,以节省能源。
5. 使用太阳能供电:结合太阳能光伏技术,可以将路灯的能源供应与太阳能板相结合,实现绿色能源供应。太阳能电池板可以将太阳能转化为电能,供给LED路灯使用,同时还可以储存多余的电能以备不时之需。
6. 远程监控和管理:通过远程监控和管理系统,可以实时监测路灯的工作状态和能耗情况,及时发现故障并进行维修。同时,还可以通过远程控制系统对路灯进行集中控制,提高管理效率。
7. 路灯智能互联:将路灯与城市的其他设施进行互联,实现智能化管理。例如,可以将路灯与交通信号灯、监控摄像头等设备进行联动,实现交通流量监测、安全监控等功能。
8. 路灯美化设计:在节能的前提下,可以设计出美观、独特的路灯形状和灯光效果,提升城市的整体形象和品质。
总之,LED智能节能路灯的设计应该充分考虑节能、智能、环保和美观等因素,通过科技手段实现对路灯的智能控制和管理,以提高能源利用效率,减少能源浪费,为城市的可持续发展做出贡献。
2016年干什么最赚钱,机会都在这
污水处理设备分类有:
1、离心机
离心机主要用于将悬浮液中的固体颗粒与液体分开;或将乳浊液中两种密度不同,又互不相溶的液体分开(例如从牛奶中分离出奶油);它也可用于排除湿固体中的液体,例如用洗衣机甩干湿衣服;特殊的超速管式分离机还可分离不同密度的气体混合物;利用不同密度或粒度的固体颗粒在液体中沉降速度不同的特点,有的沉降离心机还可对固体颗粒按密度或粒度进行分级。
2、污泥脱水机
污泥脱水机特点是可自动控制运行,连续生产,无级调速,对多种污泥适用,适用于给水排水,造纸,铸造,皮革,纺织,化工,食品等多种行业的污泥脱水。
3、曝气机
曝气机是通过散气叶轮,将“微气泡”直接注入未经处理的污水中,在混凝剂和絮凝剂的共同作用下,悬浮物发生物理絮凝和化学絮凝,从而形成大的悬浮物絮团,在气泡群的浮升作用下“絮团”浮上液面形成浮渣,利用刮渣机从水中分离;不需要清理喷嘴,不会发生阻塞现象。本设备整体性好,安装方便,节省运行费用与占地面。
4、微滤机
微滤机是一种转鼓式筛网过滤装置。被处理的废水沿轴向进入鼓内,以径向辐射状经筛网流出,水中杂质(细小的悬浮物、纤维、纸浆等)即被截留于鼓筒上滤网内面。当截留在滤网上的杂质被转鼓带到上部时,被压力冲洗水反冲到排渣槽内流出。运行时,转鼓2/5的直径部分露出水面,转数为1-4r/min,滤网过滤速度可采用30-120m/h,冲洗水压力0.5-1.5kg/cm2,冲洗水量为生产水量的0.5-1.0%,用于水库水处理时,除藻效率达40-70%,除浮游生物效率达97-100%。微滤机占地面积小,生产能力大(250-36000m3/d),操作管理方便,已成功地应用于给水及废水处理。
5、气浮机
气浮机是一种去除各种工业和市政污水中的悬浮物、油脂及各种胶状物的设备。该设备广泛应用于炼油、化工、酿造、屠宰、电镀、印染等工业废水和市政污水的处理。
光电效应是什么
用马云的话说,2016年实体店灭亡仅是刚刚开始。
2016最赚钱和最有潜力的行业:
1、专业老年护理
现如今中国的老龄化指数一度攀升,老年人群人口量不断增多,为老年人服务,帮助其安度晚年已经成为了市场上非常有前景的行业。针对老年人的服务项目也不在少数,从衣食住行入手就能找出很多可做的事情。
比如,可以考虑经营陪伴服务、老年形象设计、老年滋补养生套餐、老年生活公寓打造等等。此类创业项目可以考虑参照现有的行业标准,再针对老年群体特性与需求进行调整。
2、家用电动汽车制造行业
家用电动汽车市场的发展还将带动汽车配件、维修以及相关的技术产品生产业等行业的发展。
国家经济的飞速发展和人们物质生活的不断提高,家庭对电动汽车汽车的需求量也呈不断上升趋势,个人对电动汽车汽车的需求将在今后相当长的时间内持续上升,给电动汽车汽车制造业带来前所未有的机会,商家也将从中获得丰厚的利润。
3、互联网服务行业
这两年,互联网行业正在以摧枯拉朽之势改变着越来越多的传统行业,而它们巨大的吸金能量和对人才的巨大需求和渴望,也使得这两年互联网企业的涨薪速度曲线几近陡直向上。一般来说,在一线城市,以BAT为代表的一线互联网企业给应届毕业生的起薪并不高,但只要工作拼命,能力出众,实际上入职后的2、3年里就很容易拿到10万元以上的年薪。而在三线互联网公司,同等条件下,普通技术员工的年薪一般能达到15万元左右。而准二线的互联网公司的普通员工薪水基本也能达到或超过20万元,与许多传统行业相比,这样的收入水平绝对令人艳羡。工作经验超过5年后,互联网企业中的收入差距就会拉大。
4、新能源
新能源行业,如光电、光纤、光伏。现在石油缺乏,人们将越来越多的目光战象新能源行业,也随着整体经济形势的调整,新能源虽然短时间能无法超过前面的一些高收入行业,但是却会是收入增幅最大的行业之一,未来的发展不可限量。
5、农业
现在却流行这样一句话,搞农业的是“三八九九六一部队”,也就是“妇女、老人、儿童”,中国作为农业大国,现在的农业生产却显得相对弱了一些。因此,国家政策会在未来慢慢向农业倾斜,尤其是有机食品,涉及食品安全,未来的发展会有很大的空间。对于从业者来说,虽然短期内不会成为收入最高的行业,但是前景却是广阔的,人们对有机食品的要求和需求也会越来越高越来越多,因此,农业也将会是2016年及以后收入增幅最大的行业之一。
6、物联网
IDC和Gartner的预测表示,2016年将是物联网腾飞的一年,每一个设备都会被装配上一个芯片,从冰箱彩电洗衣机,到厨房小电器甚至是水杯药瓶,都会变得更加的“聪明伶俐猜透人心”。
Gartner指出在2016年,全世界将会有49亿个智能硬件设备被广泛的应用在各行各业中,其中生产制造业、公共事业和交通运输领域将会首当其冲。IDC则表示,在五年之内,人们日常生活中接触到的各种设备和装置将都会被安置传感器和智能芯片。
另外云计算领域也将厚积薄发,预计到2018年,提供云服务的公司将会掌握全世界40%的物联网数据。
光电效应概述
光照射到某些物质上,引起物质的电性质发生变化,也就是光能量转换成电能。这类光致电变的现象被人们统称为光电效应(Photoelectric effect)。这一现象是1887年赫兹在实验研究麦克斯韦电磁理论时偶然发现的。1888年,德国物理学家霍尔瓦克斯(Wilhelm Hallwachs)证实是由于在放电间隙内出现荷电体的缘故。1899年,J·J·汤姆孙通过实验证实该荷电体与阴极射线一样是电子流。1899—1902年间,勒纳德(P·Lenard)对光电效应进行了系统研究,并命名为光电效应。1905年,爱因斯坦在《关于光的产生和转化的一个启发性观点》一文中,用光量子理论对光电效应进行了全面的解释。1916年,美国科学家密立根通过精密的定量实验证明了爱因斯坦的理论解释,从而也证明了光量子理论。 光电效应
编辑本段简介
光电效应分为光电子发射、光电导效应和光生伏特效应。前一种现象发生在物体表面,又称外光电效应。后两种现象发生在物体内部,称为内光电效应。 赫兹于1887年发现光电效应,爱因斯坦第一个成功的解释了光电效应。金属表面在光辐照作用下发射电子的效应,发射出来的电子叫做光电子。光波长小于某一临界值时方能发射电子,即极限波长,对应的光的频率叫做极限频率。临界值取决于金属材料,而发射电子的能量取决于光的频率而与光强度无关,这一点无法用光的波动性解释。还有一点与光的波动性相矛盾,即光电效应的瞬时性,按波动性理论,如果入射光较弱,照射的时间要长一些,金属中的电子才能积累住足够的能量,飞出金属表面。可事实是,只要光的频率高于金属的极限频率,光的亮度无论强弱,光子的产生都几乎是瞬时的,不超过十的负九次方秒。正确的解释是光必定是由与波长有关的严格规定的能量单位(即光子或光量子)所组成。 光电效应里,电子的射出方向不是完全定向的,只是大部分都垂直于金属表面射出,与光照方向无关 ,光是电磁波,但是光是高频震荡的正交电磁场,振幅很小,不会对电子射出方向产生影响. 光电效应说明了光具有粒子性。相对应的,光具有波动性最典型的例子就是光的色散。 只要光的频率超过某一极限频率,受光照射的金属表面立即就会逸出光电子,发生光电效应。当在金属外面加一个闭合电路,加上正向电源,这些逸出的光电子全部到达阳极便形成所谓的光电流。 在入射光一定时,增大光电管两极的正向电压,提高光电子的动能,光电流会随之增大。但光电流不会无限增大,要受到光电子数量的约束,有一个最大值,这个值就是饱和电流。 所以,当入射光强度增大时,根据光子假设,入射光的强度(即单位时间内通过单位垂直面积的光能)决定于单位时间里通过单位垂直面积的光子数,单位时间里通过金属表面的光子数也就增多,于是,光子与金属中的电子碰撞次数也增多,因而单位时间里从金属表面逸出的光电子也增多,饱和电流也随之增大。 光电效应
编辑本段理论发展历史
光电效应由德国物理学家赫兹于1887年发现,对发展量子理论起了根本性作用。 1887年,首先是赫兹(M.Hertz)在证明波动理论实验中首次发现的。当时,赫兹发现,两个锌质小球之一用紫外线照射,则在两个小球之间就非常容易跳过电花。 大约1900年, 马克思·布兰科(Max Planck)对光电效应作出最初解释,并引出了光具有的能量包裹式能量(quantised)这一理论。 他给这一理论归咎成一个等式,也就是 E=hf , E就是光所具有的“包裹式”能量, h是一个常数,统称布兰科(普朗克)常数(Planck's constant), 而f就是光源的频率。 也就是说,光能的强弱是有其频率而决定的。但就是布兰科(普朗克)自己对于光线是包裹式的说法也不太肯定。 1902年,勒纳(Lenard)也对其进行了研究,指出光电效应是金属中的电子吸收了入射光的能量而从表面逸出的现象。但无法根据当时的理论加以解释 ; 1905年,爱因斯坦26岁时提出光子假设,成功解释了光电效应,因此获得1921年诺贝尔物理奖。他进一步推广了布兰科的理论,并导出公式,Ek=hf-W,W便是所需将电子从金属表面上自由化的能量。而Ek就是电子自由后具有的动能。 光电效应
编辑本段实验研究
1887年,赫兹在做证实麦克斯韦的电磁理论的火花放电实验时,偶然发现了光电效应。赫兹用两套放电电极做实验,一套产生振荡,发出电磁波;另一套作为接收器。他意外发现,如果接收电磁波的电极受到紫外线的照射,火花放电就变得容易产生。赫兹的论文《紫外线对放电的影响》发表后,引起物理学界广泛的注意,许多物理学家进行了进一步的实验研究。 1888年,德国物理学家霍尔瓦克斯(Wilhelm Hallwachs)证实,这是由于在放电间隙内出现了荷电体的缘故。 1899年,J?J?汤姆孙用巧妙的方法测得产生的光电流的荷质比,获得的值与阴极射线粒子的荷质比相近,这就说明产生的光电流和阴极射线一样是电子流。这样,物理学家就认识到,这一现象的实质是由于光(特别是紫外光)照射到金属表面使金属内部的自由电子获得更大的动能,因而从金属表面逃逸出来的一种现象。 光电效应
1899—1902年,勒纳德(P?Lenard,1862—1947)对光电效应进行了系统的研究,并首先将这一现象称为“光电效应”。为了研究光电子从金属表面逸出时所具有的能量,勒纳德在电极间加一可调节反向电压,直到使光电流截止,从反向电压的截止值,可以推算电子逸出金属表面时的最大速度。他选用不同的金属材料,用不同的光源照射,对反向电压的截止值进行了研究,并总结出了光电效应的一些实验规律。根据动能定理:qU=mv^2/2,可计算出发射出电子的能量。可得出:hf=(1/2)mv^2+I+W 深入的实验发现的规律与经典理论存在诸多矛盾,但许多物理学家还是想在经典电磁理论的框架内解释光电效应的实验规律。勒纳德在1902年提出触发假说,假设在电子的发射过程中,光只起触发作用,电子原本就是以某一速度在原子内部运动,光照射到原子上,只要光的频率与电子本身的振动频率一致,就发生共振,电子就以其自身的速度从原子内部逸出。勒纳德认为,原子里电子的振动频率是特特定的,只有频率合适的光才能起触发作用。勒纳德的假说在当时很有影响,被一些物理学家接受。但是,不久,勒纳德的触发假说被他自己的实验否定。当时,还有一些物理学家试图把光电效应解释为一种共振现象。
编辑本段实验规律
通过大量的实验总结出光电效应具有如下实验规律: 1、每一种金属在产生光电效应是都存在一极限频率(或称截止频率),即照射光的频率不能低于某一临界值。相应的波长被称做极限波长(或称红限波长)。当入射光的频率低于极限频率时,无论多强的光都无法使电子逸出。 2、光电效应中产生的光电子的速度与光的频率有关,而与光强无关。 3、光电效应的瞬时性。实验发现,只要光的频率高于金属的极限频率,光的亮度无论强弱,光子的产生都几乎是瞬时的,响应时间不超过十的负九次方秒(1ns)。 光电效应
4、入射光的强度只影响光电流的强弱,即只影响在单位时间内由单位面积是逸出的光电子数目。
编辑本段与经典理论的矛盾
在光电效应中,要释放光电子显然需要有足够的能量。根据经典电磁理论,光是电磁波,电磁波的能量决定于它的强度,即只与电磁波的振幅有关,而与电磁波的频率无关。而实验规律中的第一、第二两点显然用经典理论无法解释。第三条也不能解释,因为根据经典理论,对很弱的光要想使电子获得足够的能量逸出,必须有一个能量积累的过程而不可能瞬时产生光电子。 光电效应里,电子的射出方向不是完全定向的,只是大部分都垂直于金属表面射出,与光照方向无关 ,光是电磁波,但是光是高频震荡的正交电磁场,振幅很小,不会对电子射出方向产生影响. 所有这些实际上已经曝露出了经典理论的缺陷,要想解释光电效应必须突破经典理论。 光电效应
编辑本段光电效应的分类
光电效应分为:外光电效应和内光电效应。 内光电效应是被光激发所产生的载流子(自由电子或空穴)仍在物质内部运动,使物质的电导率发生变化或产生光生伏特的现象。 外光电效应是被光激发产生的电子逸出物质表面,形成真空中的电子的现象。
外光电效应
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做外光电效应。 外光电效应的一些实验规律 a.仅当照射物体的光频率不小于某个确定值时,物体才能发出光电子,这个频率叫做极限频率(或叫做截止频率),相应的波长λ0叫做极限波长。不同物质的极限频率和相应的极限波长λ0 是不同的。 一些金属的极限波长(单位:埃): 铯 钠 锌 银 铂
6520 5400 3720 2600 1960
b.光电子脱出物体时的初速度和照射光的频率有关而和发光强度无关。这就是说,光电子的初动能只和照射光的频率有关而和发光强度无关。 c.阴极(发射光电子的金属材料)发射的光电子束和照射发光强度成正比。 d.从实验知道,产生光电流的过程非常快,一般不超过10的-9次方秒;停止用光照射,光电流也就立即停止。这表明,光电效应是瞬时的。 e.爱因斯坦方程:hν=(1/2)mv^2+I+W 式中(1/2)mv^2是脱出物体的光电子的初动能。 金属内部有大量的自由电子,这是金属的特征,因而对于金属来说,I项可以略去,爱因斯坦方程成为 hυ=(1/2)mv^2+W 假如hυ<W,电子就不能脱出金属的表面。对于一定的金属,产生光电效应的最小光频率(极限频率) u0。由 hυ0=W确定。相应的极限波长为 λ0=C/υ0=hc/W。 发光强度增加使照射到物体上的光子的数量增加,因而发射的光电子数和照射光的强度成正比。 算式在以爱因斯坦方式量化分析光电效应时使用以下算式: 光子能量 = 移出一个电子所需的能量 + 被发射的电子的动能 代数形式: hf=φ+Em φ=hf0 Em=(1/2)mv^2 其中 h是普朗克常数,h = 6.63 ×10^-34 J·s, f是入射光子的频率, φ是功函数,从原子键结中移出一个电子所需的最小能量, f0是光电效应发生的阀值频率, Em是被射出的电子的最大动能, m是被发射电子的静止质量, v是被发射电子的速度 注:如果光子的能量(hf)不大于功函数(φ),就不会有电子射出。功函数有时又以W标记。 这个算式与观察不符时(即没有射出电子或电子动能小于预期),可能是因为系统没有完全的效率,某些能量变成热能或辐射而失去了。 爱因斯坦因成功解释了光电效应而获得1921年诺贝尔物理学奖 。 基于外光电效应的电子元件有光电管、光电倍增管。光电倍增管能将一次次闪光转换成一个个放大了的电脉冲,然后送到电子线路去,记录下来。 光电效应
内光电效应
当光照在物体上,使物体的电导率发生变化,或产生光生电动势的现象。分为光电导效应和光生伏特效应(光伏效应)。 1 光电导效应 在光线作用下,电子吸收光子能量从键合状态过度到自由状态,而引起材料电导率的变化。 当光照射到光电导体上时,若这个光电导体为本征半导体材料,且光辐射能量又足够强,光电材料价带上的电子将被激发到导带上去,使光导体的电导率变大。 基于这种效应的光电器件有光敏电阻。 2 光生伏特效应 在光作用下能使物体产生一定方向电动势的现象。基于该效应的器件有光电池和光敏二极管、三极管。 ① 势垒效应(结光电效应) 光照射PN结时,若h?≥Eg,使价带中的电子跃迁到导带,而产生电子空穴对,在阻挡层内电场的作用下,电子偏向N区外侧,空穴偏向P区外侧,使P区带正电,N区带负电,形成光生电动势。 ② 侧向光电效应(丹培效应) 当半导体光电器件受光照不均匀时,光照部分产生电子空穴对,载流子浓度比未受光照部分的大,出现了载流子浓度梯度,引起载流子扩散,如果电子比空穴扩散得快,导致光照部分带正电,未照部分带负电,从而产生电动势,即为侧向光电效应。 ③ 光电磁效应 半导体受强光照射并在光照垂直方向外加磁场时,垂直于光和磁场的半导体两端面之间产生电势的现象称为光电磁效应,可视之为光扩散电流的霍尔效应。 ④ 贝克勒耳效应 是指液体中的光生伏特效应。当光照射浸在电解液中的两个同样电极中的一个电极时,在两个电极间产生电势的现象称为贝克勒耳效应。感光电池的工作原理基于此效应。 3 光子牵引效应 当光子与半导体中的自由载流子作用时,光子把动量传递给自由载流子,自由载流子将顺着光线的传播方向做相对于晶格的运动。结果,在开路的情况下,半导体样品将产生电场,它阻止载流子的运动。这个现象被称为光子牵引效应。 光电效应
编辑本段爱因斯坦光量子解释
1905年,爱因斯坦把普朗克的量子化概念进一步推广。他指出:不仅黑体和辐射场的能量交换是量子化的,而且辐射场本身就是由不连续的光量子组成,每一个光量子的与辐射场频率之间满足ε=hν,即它的能量只与光量子的频率有关,而与强度(振幅)无关。 爱因斯坦光电效应方程 根据爱因斯坦的光量子理论,射向金属表面的光,实质上就是具有能量ε=hν的光子流。如果照射光的频率过低,即光子流中每个光子能量较小,当他照射到金属表面时,电子吸收了这一光子,它所增加的ε=hν的能量仍然小于电子脱离金属表面所需要的逸出功,电子就不能脱离开金属表面,因而不能产生光电效应。如果照射光的频率高到能使电子吸收后其能量足以克服逸出功而脱离金属表面,就会产生光电效应。此时逸出电子的动能、光子能量和逸出功之间的关系可以表示成:光子能量 = 移出一个电子所需的能量(逸出功) + 被发射的电子的动能。 即:hf=(1/2)mv^2+Φ 这就是爱因斯坦光电效应方程。 其中,h是普朗克常数;f是入射光子的频率; 光电效应
功函数 Φ是功函数,指从原子键结中移出一个电子所需的最小能量,表达式如右图,其中f0是光电效应发生的阀值频率,即极限频率;功函数有时又以W或A标记。 动能表达式 E(kmax)是逸出电子的最大动能,如右图;m是被发射电子的静止质量;vm是被发射电子逸出时的初速度。 注:这个算式与观察不符时(即没有射出电子或电子动能小于预期),可能是因为系统没有完全的效率,某些能量变成热能或辐射而失去了。 实验电路 根据爱因斯坦光量子理论,光电效应中光电子的能量决定于照射光的频率,而与照射光的强度无关,故可以解释实验规律的第一、第二两条。其中的极限频率是指光量子的能量刚好满足克服金属逸出功的光量子频率,而不同的金属电子逸出所需要的能量不同,所以不同金属的极限频率不同。对第三条,由于当光量子的能量足够,不管光强(只决定于光量子的数目)如何,电子在吸收了光量子后都可马上逸出,故可立即产生光电效应,不需要积累过程。当光照射到金属表面时,其强度越大表明光量子数越多,它被金属中电子吸收的可能性越大,因此就可以解释为什么被打出的电子数只与光的强度有关而与光的频率无关。
编辑本段光量子解释的实验验证
爱因斯坦用光量子理论对光电效应提出理论解释后,最初科学界的反应是冷淡的,甚至相信量子概念的一些物理学家也不接受光量子假说。尽管理论与已有的实验事实并不矛盾,但当时还没有充分的实验来支持爱因斯坦光电效应方程给出的定量关系。直到1916年,光电效应的定量实验研究才由美国物理学家密立根完成。 密立根对光电效应进行了长期的研究,经过十年之久的试验、改进和学习,有效地排除了表面接触电位差等因素的影响,获得了比较好的单色光。他的实验非常出色,于1914年第一次用实验验证了爱因斯坦方程是精确成立的,并首次对普朗克常数h作了直接的光电测量,精确度大约是0.5%(在实验误差范围内)。1916年密立根发表了他的精确实验结果,他用6种不同频率的单色光测量反向电压的截止值与频率关系曲线关系,这是一条很好的直线,从直线的斜率可以求出的普朗克常数。结果与普朗克1900年从黑体辐射得到的数值符合得很好。 光电效应
编辑本段光电效应的衍生
(一)反常光生伏特效应: 光生伏特效应 一般光生电压不会超过Vg=Eg/e,但某些薄膜型半导体被强白光照射会出现比Vg高的多的光生电压,称反常光生伏特效应。(已观察到5000V的光生电压) 70年代又发现光铁电体的反常光生伏特效应(APV)可产生1000V到100000V的电压,且只出现在晶体自发极化方向上, 光生电压:V=(Jc/(σD+△σl))l (二)贝克勒尔效应: 将两个同样的电极浸在电解液中,其中一个被光照射,则在两电极间产生电位差,称为贝克勒尔效应。 (有可能模仿光合作用制成高效率的太阳能电池) (三)光子牵引效应: 当一束光子能量不足以引起电子-空穴产生的激光照射在样本上,可在光束方向上于样本两端建立电势差VL,其大小与光功率成正比,称为光子牵引效应。 (四)俄歇效应(1925年法国人俄歇) 用高能光子或电子从原子内层打出电子,同时产生确定能量的电子(俄歇电子),使原子、分子称为高阶离子的现象称为俄歇效应。 应用:俄歇电子能谱仪用于表面分析,可辨别不同分子的“指纹”。 光电效应 (五)光电流效应(1927年潘宁) 放电管两级间有光致电压(电流)变化称为光电流效应。 (1):低压气体可以放电(约100Pa的惰性气体) (2):空间电荷效应与辉光放电: 放电管中由阴极到阳极存在7个不同的区域: 1:阿斯顿暗区:靠近阴极很薄的一层暗区。原因:从阴极由正离子轰击出的二次电子动能很小,不足以激发原子发光。 2:阴极辉区:继阿斯顿暗区后很薄的发光层。 3:阴极暗区:电子从阴极达到该区,获能量越来越大,超过原子电离能,引起大量碰撞电离,雪崩电离过程集中发生在这里。产生电离后电子很快离开,这里形成了很强的正空间电荷,引起电场分布畸变,管压大部分降在此处和阴极间 以上三区为阴极位降区。 4:负辉区:是发光最强的区域。电子在负辉区产生许多激发碰撞发出明亮的辉光。 5:法拉第暗区:电子在负辉区损失能量,进入此区无足够的能量产生激发。 6:正柱区:在此区电子密度与正离子密度相等,净空间电荷为零,因此又称等离子区。 7:阳极区:可看到阳极暗区和阳极辉区。 应用:气体放电器件,如气体放电灯(荧光灯、霓虹灯、原子光谱灯、氖泡)、稳压管、冷阴极闸流管等。激光器中用正柱区实现粒子束反转,粒子束装置中冷阴极离子源,半导体工艺中等离子体刻蚀,薄膜溅射沉积,等离子体化学沉积等。 (3):光电流效应机理:亚稳态(寿命约10^(-4)s到10^(-2)s)原子较中性原子易于电离,多产生一些激发原子,尤其是亚稳态原子,可能改变放电管中载流子浓度。 (4):光电流光谱技术应用:光电流光谱无需常规光谱仪的光学系统,从紫外、可见、红外到微波都可产生光电流效应。光电流光谱有8个数量级的动态范围,灵敏度高、噪声小,是一种超灵敏的光谱技术。(1976年格林等用激光证实光电流光谱) (5):焦希效应:当用可见光连续辐照以空气或绝缘气体为介质的气体电容器时,流经电容器的低频电流将发生变化,称为焦希效应。 (6):马尔特效应:当放电管阴极表面有金属氧化膜,正离子轰击表面时,二次电子发射作用增强,称为马尔特效应。
编辑本段光电效应的应用
制造光电倍增管 光电倍增管能将一次次闪光转换成一个个放大了的电脉冲,然后送到电子线路去,记录下来。算式在以爱因斯坦方式量化分析光电效应时使用以下算式: 光子能量 = 移出一个电子所需的能量 + 被发射的电子的动能 代数形式: hf=φ+Em φ=hf0 Em=(1/2)mv^2 其中 h是普朗克常数,h = 6.63 ×10^-34 J·s, f是入射光子的频率, φ是功函数,从原子键结中移出一个电子所需的最小能量, f0是光电效应发生的阀值频率, Em是被射出的电子的最大动能, m是被发射电子的静止质量, v是被发射电子的速度, 注:如果光子的能量(hf)不大于功函数(φ),就不会有电子射出。功函数有时又以W标记。 这个算式与观察不符时(即没有射出电子或电子动能小于预期),可能是因为系统没有完全的效率,某些能量变成热能或辐射而失去了。 光控制电器 利用光电管制成的光控制电器,可以用于自动控制,如自动计数、自动报警、自动跟踪等等,右上图是光控继电器的示意图,它的工作原理是:当光照在光电管上时,光电管电路中产生电光流,经过放大器放大,使电磁铁M磁化,而把衔铁N吸住,当光电管上没有光照时,光电管电路中没有电流,电磁铁M就自动控制,利用光电效应还可测量一些转动物体的转速。 光电倍增管 利用光电效应还可以制造多种光电器件,如光电倍增管、电视摄像管、光电管、电光度计等,这里介绍一下光电倍增管。这种管子可以测量非常微弱的光。右下图是光电倍增管的大致结构,它的管内除有一个阴极K和一个阳极A外,还有若干个倍增电极K1、K2、K3、K4、K5等。使用时不但要在阴极和阳极之 间加上电压,各倍增电极也要加上电压,使阴极电势最低,各个倍增电极的电势依次升高,阳极电势最高,这样,相邻两个电极之间都有加速电场,当阴极受到光的照射时,就发射光电子,并在加速电场的作用下,以较大的动能撞击到第一个倍增电极上,光电子能从这个倍增电极上激发出较多的电子,这些电子在电场的作用下,又撞击到第二个倍增电极上,从而激发出更多的电子,这样,激发出的电子数不断增加,最后后阳极收集到的电子数将比最初从阴极发射的电子数增加了很多倍(一般为105~108倍)。因而,这种管子只要受到很微弱的光照, 就能产生很大电流,它在工程、天文、军事等方面都有重要的作用。 农业病虫害防治 农业虫害的治理需要依据为害昆虫的特性提出与环境适宜、生态兼容的技术体系和关键技术。为害昆虫表现了对敏感光源具有个体差异性和群体一贯性的趋光性行为特征,并通过视觉神经信号响应和生理光子能量需求的方式呈现出生物光电效应的作用本质。利用昆虫的这种趋性行为诱导增益特性,一些光电诱导杀虫灯技术以及害虫诱导捕集技术广泛地应用于农业虫害的防治,具有良好的应用前景。
编辑本段意义
光电效应现象是赫兹在做证实麦克斯韦的电磁理论的火花放电实验时偶然发现的,而这一现象却成了突破麦克斯韦电磁理论的一个重要证据。 爱因斯坦在研究光电效应时给出的光量子解释不仅推广了普朗克的量子理论,证明波粒二象性不只是能量才具有,光辐射本身也是量子化的,同时为唯物辩证法的对立统一规律提供了自然科学证据,具有不可估量的哲学意义。这一理论还为波尔的原子理论和德布罗意物质波理论奠定了基础。 爱因斯坦
密立根的定量实验研究不仅从实验角度为光量子理论进行了证明,同时也为波尔原子理论提供了证据。 1921年,爱因斯坦因建立光量子理论并成功解释了光电效应而获得诺贝尔物理学奖。 1922年,玻尔原子理论也因密立根证实了光量子理论而获得了实验支持,从而获得了诺贝尔物理学奖。 1923年,密立根“因测量基本电荷和研究光电效应”获诺贝尔物理学奖。