《传感器技术及应用》课程PPT教学课件（讲稿）第十章 光电传感器（1/4）第一节 光电效应及光电元件

第十章 光电传感器 本章主要内容： 1、光电效应、光电元件的结构、工作原 理及特性； 2、光电传感器的各种应用； 3、光电开关及光电断续器的使用方法。 2024/15/16

2024/5/16 1 第十章 光电传感器 本章主要内容： 1、光电效应、光电元件的结构、工作原 理及特性； 2、光电传感器的各种应用； 3、光电开关及光电断续器的使用方法

光波是波长为10~10nm的电磁波。 0.460.490.580.600.62m 300MHZ 30kHz 硬X射线 软X射线 紫蓝绿黄橙红 短波 中波长波 10-6 104um 50Hz、60Hz X射线 Y射线 紫外线 可见光 红外线 微波 无线电广播 中频加热 电力传输 10-um 102μm 0.39um 0.76um 1000m 10m 102m 10m 近红外 中红外 远红外 2.5m 50μm 2024/5/16 2

2024/5/16 2 光波是波长为10~106nm的电磁波

光的本质：波粒二象性 1905年爱因斯坦用光量子 学说解释了光电发射效应。 202415/16 3

2024/5/16 3 光的本质：波粒二象性 1905年爱因斯坦用光量子 学说解释了光电发射效应

第一节 光电效应及光电元件 一、 光电效应 用光照射某一物体，可以看作物体受 到一连串能量为f的光子的轰击，组成 这物体的材料吸收光子能量而发生相应 电效应的物理现象称为光电效应。 2024/5/16

2024/5/16 4 第一节 光电效应及光电元件 一、光电效应 用光照射某一物体，可以看作物体受 到一连串能量为hf 的光子的轰击，组成 这物体的材料吸收光子能量而发生相应 电效应的物理现象称为光电效应

1、外光电效应 在光线的作用下能使电子逸出物体表面 的现象称为外光电效应。基于外光电效应的 光电元件有紫外光电管、光电倍增管、光电 摄像管等。 爱因斯坦方程： mv2 hf -W 2024/15/16 5

2024/5/16 5 1、外光电效应 在光线的作用下能使电子逸出物体表面 的现象称为外光电效应。基于外光电效应的 光电元件有紫外光电管、光电倍增管、光电 摄像管等。 爱因斯坦方程： m v = hf −W 2 2 1

由于逸出功与材料的性质有关，当材料选定后， 要使金属表面有电子逸出，入射光的频率应有 一最低的限度值。当f小于时，即使光通量很 大，照射时间很长，也不可能有电子逸出，这 个最低限度的频率称为红限

由于逸出功与材料的性质有关，当材料选定后， 要使金属表面有电子逸出，入射光的频率f应有 一最低的限度值。当hf小于W时，即使光通量很 大，照射时间很长，也不可能有电子逸出，这 个最低限度的频率称为红限

2、内光电效应 在光线的作用下能使物体的电阻率改变 的现象称为内光电效应。基于内光电效应的 光电元件有光敏电阻、光敏二极管、光电三 极管及光敏晶闸管等。 3、光生伏特效应 在光线的作用下，物体产生一定方向电 动势的现象称为光生伏特效应。基于光生伏 特效应的光电元件有光电池等。 202415/16

2024/5/16 7 3、光生伏特效应 在光线的作用下，物体产生一定方向电 动势的现象称为光生伏特效应。基于光生伏 特效应的光电元件有光电池等。 2、内光电效应 在光线的作用下能使物体的电阻率改变 的现象称为内光电效应。基于内光电效应的 光电元件有光敏电阻、光敏二极管、光电三 极管及光敏晶闸管等

二、基于外光电效应的光电元件 1、 光电管 A、工作原理 阴极 当入射紫外 阳极 线照射在紫外管 阴极板上时，电 子克服金属表面 对它的束缚而逸 出金属表面，形 成电子发射。 2024/5/16 8

2024/5/16 8 二、基于外光电效应的光电元件 1、光电管 A、工作原理 当入射紫外 线照射在紫外管 阴极板上时，电 子克服金属表面 对它的束缚而逸 出金属表面，形 成电子发射

紫外管 紫外线 202415/16 9

2024/5/16 9 紫外管 紫外线

B、测量电路 C、应用领域 紫外管多用于紫外线测量、火焰监测等。 2024/5/16 10

2024/5/16 10 B、测量电路 C、应用领域 紫外管多用于紫外线测量、火焰监测等