[科普中国]-光子效应

条件

光子效应是指单个光子的能量hν对产生的光电子起直接作用的一类光电效应，基于光子效应而工作的探测器统称为光子探测器。各种光子探测器的共同特征是它们的阈值特性，即光子效应条件：

ν≥νc 或 λ≤λc (34-1)

式中，vc和λc分别称为光子探测器的截止响应频率和波长。

注意到：普朗克常数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为由光子探测器材料决定的阈值能量。1

分类光子效应是指单个光子的能量hν对产生的光电子起直接作用的一类光电效应，包括外光电效应和内光电效应，如表所示。基于光子效应而工作的探测器统称为光子探测器，故有不同种类的探测器。

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辨析区分光电探测器的物理效应通常分为两大类：光子效应和光热效应，在每一大类中又可分为若干细目。

光热效应光热效应和光子效应完全不同。探测元件吸收光辐射能量后，并不直接引起内部电子状态的改变，而是把吸

收的光能变为晶格的热运动能量，引起探测元件温度上升，温度上升的结果又使探测元件的电学性质或其他物理性质发生变化。所以，光热效应与单光子能量hν的大小没有直接关系。原则上，光热效应对光波频率没有选择性。只是在红外波段上，材料吸收率高，光热效应也就更强烈，所以被广泛用于对红外线辐射的探测。因为温度升高是热积累的作用，所以光热效应的响应速度一般比较慢，而且容易受环境温度变化的影响。

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各自特点光子效应对光波频率表现出选择性，响应速度一般比较快；

光热效应原则上对光波频率没有选择性，响应速度一般比较慢。2