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光电效应的研究历史与应用论文

发布时间:2024-07-08 07:59:00

光电效应的研究历史与应用论文

光电效应首先由德国物理学家海因里希·赫兹于1887年发现,对发展量子理论及提出波粒二象性的设想起到了根本性的作用。

菲利普·莱纳德用实验发现了光电效应的重要规律。

阿尔伯特·爱因斯坦则提出了正确的理论机制。

1839年,年仅十九岁的亚历山大·贝克勒尔(Alexandre Becquerel),在协助父亲研究将光波照射到电解池(electrolytic cell)所产生的效应时,发现了光生伏打效应。

虽然这不是光学效应,但对于揭示物质的电性质与光波之间的密切关系有很大的作用。

威勒毕·史密斯(Willoughby Smith)于1873年在进行与水下电缆相关的一项任务,测试硒圆柱高电阻性质时,发现其具有光电导性,即照射光束于硒圆柱会促使其电导增加。

海因里希·赫兹

1887年,德国物理学者海因里希·赫兹做实验观察到光电效应、电磁波的发射与接收。

在赫兹的发射器里有一个火花间隙(spark gap),可以借着制造火花来生成与发射电磁波。

在接收器里有一个线圈与一个火花间隙,每当线圈侦测到电磁波,火花间隙就会出现火花。

由于火花不很明亮,为了更容易观察到火花,他将整个接收器置入一个不透明的盒子内。

他注意到最大火花长度因此减小。

为了理清原因,他将盒子一部分一部分拆掉,发现位于接收器火花与发射器火花之间的不透明板造成了这屏蔽现象。

假若改用玻璃来分隔,也会造成这屏蔽现象,而石英则不会。

经过用石英棱镜按照波长将光波分解,仔细分析每个波长的光波所表现出的屏蔽行为,他发现是紫外线造成了光电效应。

赫兹将这些实验结果发表于《物理年鉴》,他没有对该效应做进一步的研究。

紫外线入射于火花间隙会帮助产生火花,这个发现立刻引起了物理学者们的好奇心,其中包括威廉·霍尔伐克士(Wilhelm Hallwachs)、奥古斯图·里吉(Augusto Righi)、亚历山大·史托勒托夫(Aleksandr Stoletov)等等。

他们进行了一系列关于光波对于带电物体所产生效应的研究调查,特别是紫外线。

这些研究调查证实,刚刚清洁干净的锌金属表面,假若带有负电荷,不论数量有多少,当被紫外线照射时,会快速地失去这负电荷;假若电中性的锌金属被紫外线照射,则会很快地变为带有正电荷,而电子会逃逸到金属周围的气体中,假若吹拂强风于金属,则可以大幅度增加带有的正电荷数量。

约翰·艾斯特(Johann elster)和汉斯·盖特尔(Hans Geitel),首先发展出第一个实用的光电真空管,能够用来量度辐照度。

艾斯特和盖特尔将其用于研究光波照射到带电物体产生的效应,获得了巨大成果。

他们将各种金属依光电效应放电能力从大到小顺序排列:铷、钾、钠钾合金、钠、锂、镁、铊、锌。

对于铜、铂、铅、铁、镉、碳、汞,普通光波造成的光电效应很小,无法测量到任何效应。

上述金属排列顺序与亚历山德罗·伏打的电化学排列相同,越具正电性的金属给出的光电效应越大。

汤姆孙量度粒子荷质比的光电效应实验装置。

当时研究“赫兹效应”的各种实验还伴随着“光电疲劳”的现象,让研究变得更加复杂。

光电疲劳指的是从干净金属表面观察到的光电效应逐渐衰微的现象。

根据霍尔伐克士的研究结果,在这现象里,臭氧扮演了很重要的角色。

可是,其它因素,例如氧化、湿度、抛光模式等等,都必须纳入考量。

1888至1891年间,史托勒托夫完成了很多关于光电效应的实验与分析。

他设计出一套实验装置,特别适合于定量分析光电效应。

借助此实验装置,他发现了辐照度与感应光电流的直接比例。

另外,史托勒托夫和里吉还共同研究了光电流与气压之间的关系,他们发现气压越低,光电流变越大,直到最优气压为止;低于这最优气压,则气压越低,光电流变越小。

约瑟夫·汤姆孙于1897年4月30日在大不列颠皇家研究院(Royal Institution of Great Britain)的演讲中表示,通过观察在克鲁克斯管里的阴极射线所造成的萤光辐照度,他发现阴极射线在空气中透射的能力远超一般原子尺寸的粒子。

因此,他主张阴极射线是由带负电荷的粒子组成,后来称为电子。

此后不久,通过观察阴极射线因电场与磁场作用而产生的偏转,他测得了阴极射线粒子的荷质比。

1899年,他用紫外线照射锌金属,又测得发射粒子的荷质比为×10emu/g,与先前实验中测得的阴极射线粒子的数值×10emu/g大致符合。

他因此正确推断这两种粒子是同一种粒子,即电子。

他还测出这粒子所载有的负电荷 。

从这两个数据,他成功计算出了电子的质量:大约是氢离子质量的千分之一。

电子是当时所知质量最小的粒子。

匈牙利物理学家菲利普·莱纳德

菲利普·莱纳德于1900年发现紫外线会促使气体发生电离作用。

由于这效应广泛发生于好几厘米宽区域的空气,并且制造出很多大颗的正离子与小颗的负离子,这现象很自然地被诠释为光电效应发生于在气体中的固体粒子或液体粒子,汤姆孙就是如此诠释这现象。

1902年,莱纳德又发布了几个关于光电效应的重要实验结果。

第一,借着变化紫外光源与阴极之间的距离,他发现,从阴极发射的光电子数量每单位时间与入射的辐照度成正比。

第二,使用不同的物质为阴极材料,可以显示出,每一种物质所发射出的光电子都有其特定的最大动能(最大速度),换句话说,光电子的最大动能于光波的光谱组成有关。

第三,借着调整阴极与阳极之间的电压差,他观察到,光电子的最大动能与截止电压成正比,与辐照度无关。

由于光电子的最大速度与辐照度无关,莱纳德认为,光波并没有给予这些电子任何能量,这些电子本来就已拥有这能量,光波扮演的角色好似触发器,一触即发地选择与释出束缚于原子里的电子,这就是莱纳德著名的“触发假说”(triggering hypothesis)。

在那时期,学术界广泛接受触发假说为光电效应的机制。

可是,这假说遭遇到一些严峻问题,例如,假若电子本来在原子里就已拥有了逃逸束缚与发射之后的动能,那么,将阴极加热应该会给予更大的动能,但是物理学者做实验并没有测量到任何不同结果。

英姿焕发的爱因斯坦在1905年(爱因斯坦奇迹年)发表了六篇划时代的论文。

1905年,爱因斯坦发表论文《关于光的产生和转化的一个试探性观点》,对于光电效应给出另外一种解释。

他将光束描述为一群离散的量子,现称为光子,而不是连续性波动。

对于马克斯·普朗克先前在研究黑体辐射中所发现的普朗克关系式,爱因斯坦给出另一种诠释:频率为 的光子拥有的能量为 ;其中, 因子是普朗克常数。

爱因斯坦认为,组成光束的每一个量子所拥有的能量等于频率乘以普朗克常数。

假若光子的频率大于某极限频率,则这光子拥有足够能量来使得一个电子逃逸,造成光电效应。

爱因斯坦的论述解释了为什么光电子的能量只与频率有关,而与辐照度无关。

虽然光束的辐照度很微弱,只要频率足够高,必会产生一些高能量光子来促使束缚电子逃逸。

尽管光束的辐照度很强劲,假若频率低于极限频率,则仍旧无法给出任何高能量光子来促使束缚电子逃逸。

爱因斯坦的论述极具想像力与说服力,但却遭遇到学术界强烈的抗拒,这是因为它与詹姆斯·麦克斯韦所表述,而且经过严格理论检验、通过精密实验证明的光的波动理论相互矛盾,它无法解释光波的折射性与相干性,更一般而言,它与物理系统的能量“无穷可分性假说”相互矛盾。

甚至在实验证实爱因斯坦的光电效应方程正确无误之后,强烈抗拒仍旧延续多年。

爱因斯坦的发现开启了的量子物理的大门,爱因斯坦因为“对理论物理学的成就,特别是光电效应定律的发现”荣获1921年诺贝尔物理学奖。

图为密立根做光电效应实验得到的最大能量与频率关系线。

竖轴是能够阻止最大能量光电子抵达阳极的截止电压,P是逸出功,PD是电势差(potential difference)。

爱因斯坦的论文很快地引起美国物理学者罗伯特·密立根的注意,但他也不赞同爱因斯坦的理论。

之后十年,他花费很多时间做实验研究光电效应。

他发现,增加阴极的温度,光电子最大能量不会跟着增加。

他又证实光电疲劳现象是因氧化作用所产生的杂质造成,假若能够将清洁干净的阴极保存于高真空内,就不会出现这种现象了。

1916年,他证实了爱因斯坦的理论正确无误,并且应用光电效应直接计算出普朗克常数。

密立根因为“关于基本电荷以及光电效应的工作”获颁1923年诺贝尔物理学奖。

根据波粒二象性,光电效应也可以用波动概念来分析,完全不需用到光子概念。

威利斯·兰姆与马兰·斯考立(Marlan Scully)于1969年证明这理论。

1.太阳能电池、防盗报警器和照相机的测光表都是以光电效应为基础的。 2.核能利用了这样一个物理现象:当铀原子发生裂变时,总质量的微量损失可以转变成能量,其依据正是爱因斯坦的著名等式E=Mc2。如今,核能为英国提供了25%的电力。 3.全球定位系统之所以能将物体的位置精确到米,正是根据爱因斯坦的相对论对地球卫星发出的信号进行了修正。 4.狭义相对论与量子理论相结合,指出了反物质的存在。科学家们利用正电子,即反物质“电子”,通过X射线层析照相术研究大脑活动。 5.亚原子粒子的特性是相对论的直接结果,其存在可以解释从化学元素的特性到磁铁作用的多种现象。 6.爱因斯坦1916至1917年对光子的研究为人类40年后发现激光奠定了基础。目前激光广泛应用于从DVD到激光打印机的多种产品。

现象:光电效应是物理学中一个重要而神奇的现象,在光的照射下,某些物质内部的电子会被光子激发出来而形成电流,即光生电 .光电现象由德国物理学家赫兹于1887年发现,而正确的解释为爱因斯坦所提出.科学家们对光电效应的深入研究对发展量子理论起了根本性的作用. 原理: 1905年,爱因斯坦提出光子假设,成功解释了光电效应,因此获得1921年诺贝尔物理奖.光照射到金属上,引起物质的电性质发生变化.这类光变致电的现象被人们统称为光电效应(Photoelectric effect).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波长而与光强度无关,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.

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液晶光电效应研究论文

乔治·海尔迈耶(George Heilmeier),英文全名George Harry Heilmeier (born May 22, 1936) ,液晶显示(LCD)的发明者和Bellcore的前任主席。Craven、Telcordia Technologies公司的名誉主席。海尔迈耶(George Heilmeier) 於1968年研发出第一片液晶面板 (Liquid Crystal Display, LCD)以来,液晶便被广泛地应用在各种电子产品之上。近年来随著大尺寸面板的普及,液晶作为显示器之用,更得以挟其轻薄、省电等多方优点,逐渐完全取代传统CRT显示器。Heilmeier断言,“布满梦想的壁挂式电视机只需数年就能实现”。至于详细经过很抱歉,因为他没有了过自传,同时对于他的故事也曝光甚少! 只有如下部份: 他读PhD学位那会儿,为了赚点零花钱,就在美国无线电公司(RCA)的David Sarnoff研究中心打散工,研究过微波固态元件(solid-state microwave devices)。那玩意儿,就是当今最红电器——手机芯片的鼻祖。 他听了开头老板的那段忽悠,便热血冲头,将论文方向改为有机半导体(organic semiconductors),之后旋即发表了半打的学术论文以及申请了一打的专利,并且顺便发明了世界上第一台实际意义上的液晶显示器(LCD)。这玩意儿的发明缘于他的同事Richard Williams发现,当电压加在液晶物质的表层时会产生光电效应(后人称这种因为液晶物质电水力学不稳定而导致的现象为Williams域),以及两年后他在此基础上发现的新的光电效应——动态散射型(dynamic scattering mode)。这玩意儿的结果便是,世界上从此有了数码相机、电脑显示器、平板电视,和一年价值390亿美元的生意。 那年,他28岁。 然后,他发觉那些坐在办公室里日夜忙于开会赶场的大佬们并不真正在意这玩意儿。他去了位于内华达州格鲁姆湖(Groom Lake)附近的美国国防部高级计划研究署(DARPA)第51区试验场。那三年里,人类史上首架隐形飞机启航。 他还在TI做过首席技术官,组建了DSP研发团队,不仅为这家德州的芯片公司躲过了日本佬低价倾销疯狂掠地的上世纪80年代,并且帮助它成长为一人之下万人之上的半导体业巨无霸。他还曾是贝尔通信研究所(Bellcore)的CEO,将其从小贝尔(Baby Bells)的研究所转变为Internet网络革命的前哨站。 PS:我不太懂百度知道是怎么推荐答案的,东芝并不是LCD真正的发明者!而是利用LCD技术完善了笔记本电脑显示器,而LCD在东芝第一款真正意义的笔记本电脑已经有LCD液晶显示器应用在电脑整机方案中了!呵呵,不理解,真的不理解。

光电效应首先由德国物理学家海因里希·赫兹于1887年发现,对发展量子理论及提出波粒二象性的设想起到了根本性的作用。

菲利普·莱纳德用实验发现了光电效应的重要规律。

阿尔伯特·爱因斯坦则提出了正确的理论机制。

1839年,年仅十九岁的亚历山大·贝克勒尔(Alexandre Becquerel),在协助父亲研究将光波照射到电解池(electrolytic cell)所产生的效应时,发现了光生伏打效应。

虽然这不是光学效应,但对于揭示物质的电性质与光波之间的密切关系有很大的作用。

威勒毕·史密斯(Willoughby Smith)于1873年在进行与水下电缆相关的一项任务,测试硒圆柱高电阻性质时,发现其具有光电导性,即照射光束于硒圆柱会促使其电导增加。

海因里希·赫兹

1887年,德国物理学者海因里希·赫兹做实验观察到光电效应、电磁波的发射与接收。

在赫兹的发射器里有一个火花间隙(spark gap),可以借着制造火花来生成与发射电磁波。

在接收器里有一个线圈与一个火花间隙,每当线圈侦测到电磁波,火花间隙就会出现火花。

由于火花不很明亮,为了更容易观察到火花,他将整个接收器置入一个不透明的盒子内。

他注意到最大火花长度因此减小。

为了理清原因,他将盒子一部分一部分拆掉,发现位于接收器火花与发射器火花之间的不透明板造成了这屏蔽现象。

假若改用玻璃来分隔,也会造成这屏蔽现象,而石英则不会。

经过用石英棱镜按照波长将光波分解,仔细分析每个波长的光波所表现出的屏蔽行为,他发现是紫外线造成了光电效应。

赫兹将这些实验结果发表于《物理年鉴》,他没有对该效应做进一步的研究。

紫外线入射于火花间隙会帮助产生火花,这个发现立刻引起了物理学者们的好奇心,其中包括威廉·霍尔伐克士(Wilhelm Hallwachs)、奥古斯图·里吉(Augusto Righi)、亚历山大·史托勒托夫(Aleksandr Stoletov)等等。

他们进行了一系列关于光波对于带电物体所产生效应的研究调查,特别是紫外线。

这些研究调查证实,刚刚清洁干净的锌金属表面,假若带有负电荷,不论数量有多少,当被紫外线照射时,会快速地失去这负电荷;假若电中性的锌金属被紫外线照射,则会很快地变为带有正电荷,而电子会逃逸到金属周围的气体中,假若吹拂强风于金属,则可以大幅度增加带有的正电荷数量。

约翰·艾斯特(Johann elster)和汉斯·盖特尔(Hans Geitel),首先发展出第一个实用的光电真空管,能够用来量度辐照度。

艾斯特和盖特尔将其用于研究光波照射到带电物体产生的效应,获得了巨大成果。

他们将各种金属依光电效应放电能力从大到小顺序排列:铷、钾、钠钾合金、钠、锂、镁、铊、锌。

对于铜、铂、铅、铁、镉、碳、汞,普通光波造成的光电效应很小,无法测量到任何效应。

上述金属排列顺序与亚历山德罗·伏打的电化学排列相同,越具正电性的金属给出的光电效应越大。

汤姆孙量度粒子荷质比的光电效应实验装置。

当时研究“赫兹效应”的各种实验还伴随着“光电疲劳”的现象,让研究变得更加复杂。

光电疲劳指的是从干净金属表面观察到的光电效应逐渐衰微的现象。

根据霍尔伐克士的研究结果,在这现象里,臭氧扮演了很重要的角色。

可是,其它因素,例如氧化、湿度、抛光模式等等,都必须纳入考量。

1888至1891年间,史托勒托夫完成了很多关于光电效应的实验与分析。

他设计出一套实验装置,特别适合于定量分析光电效应。

借助此实验装置,他发现了辐照度与感应光电流的直接比例。

另外,史托勒托夫和里吉还共同研究了光电流与气压之间的关系,他们发现气压越低,光电流变越大,直到最优气压为止;低于这最优气压,则气压越低,光电流变越小。

约瑟夫·汤姆孙于1897年4月30日在大不列颠皇家研究院(Royal Institution of Great Britain)的演讲中表示,通过观察在克鲁克斯管里的阴极射线所造成的萤光辐照度,他发现阴极射线在空气中透射的能力远超一般原子尺寸的粒子。

因此,他主张阴极射线是由带负电荷的粒子组成,后来称为电子。

此后不久,通过观察阴极射线因电场与磁场作用而产生的偏转,他测得了阴极射线粒子的荷质比。

1899年,他用紫外线照射锌金属,又测得发射粒子的荷质比为×10emu/g,与先前实验中测得的阴极射线粒子的数值×10emu/g大致符合。

他因此正确推断这两种粒子是同一种粒子,即电子。

他还测出这粒子所载有的负电荷 。

从这两个数据,他成功计算出了电子的质量:大约是氢离子质量的千分之一。

电子是当时所知质量最小的粒子。

匈牙利物理学家菲利普·莱纳德

菲利普·莱纳德于1900年发现紫外线会促使气体发生电离作用。

由于这效应广泛发生于好几厘米宽区域的空气,并且制造出很多大颗的正离子与小颗的负离子,这现象很自然地被诠释为光电效应发生于在气体中的固体粒子或液体粒子,汤姆孙就是如此诠释这现象。

1902年,莱纳德又发布了几个关于光电效应的重要实验结果。

第一,借着变化紫外光源与阴极之间的距离,他发现,从阴极发射的光电子数量每单位时间与入射的辐照度成正比。

第二,使用不同的物质为阴极材料,可以显示出,每一种物质所发射出的光电子都有其特定的最大动能(最大速度),换句话说,光电子的最大动能于光波的光谱组成有关。

第三,借着调整阴极与阳极之间的电压差,他观察到,光电子的最大动能与截止电压成正比,与辐照度无关。

由于光电子的最大速度与辐照度无关,莱纳德认为,光波并没有给予这些电子任何能量,这些电子本来就已拥有这能量,光波扮演的角色好似触发器,一触即发地选择与释出束缚于原子里的电子,这就是莱纳德著名的“触发假说”(triggering hypothesis)。

在那时期,学术界广泛接受触发假说为光电效应的机制。

可是,这假说遭遇到一些严峻问题,例如,假若电子本来在原子里就已拥有了逃逸束缚与发射之后的动能,那么,将阴极加热应该会给予更大的动能,但是物理学者做实验并没有测量到任何不同结果。

英姿焕发的爱因斯坦在1905年(爱因斯坦奇迹年)发表了六篇划时代的论文。

1905年,爱因斯坦发表论文《关于光的产生和转化的一个试探性观点》,对于光电效应给出另外一种解释。

他将光束描述为一群离散的量子,现称为光子,而不是连续性波动。

对于马克斯·普朗克先前在研究黑体辐射中所发现的普朗克关系式,爱因斯坦给出另一种诠释:频率为 的光子拥有的能量为 ;其中, 因子是普朗克常数。

爱因斯坦认为,组成光束的每一个量子所拥有的能量等于频率乘以普朗克常数。

假若光子的频率大于某极限频率,则这光子拥有足够能量来使得一个电子逃逸,造成光电效应。

爱因斯坦的论述解释了为什么光电子的能量只与频率有关,而与辐照度无关。

虽然光束的辐照度很微弱,只要频率足够高,必会产生一些高能量光子来促使束缚电子逃逸。

尽管光束的辐照度很强劲,假若频率低于极限频率,则仍旧无法给出任何高能量光子来促使束缚电子逃逸。

爱因斯坦的论述极具想像力与说服力,但却遭遇到学术界强烈的抗拒,这是因为它与詹姆斯·麦克斯韦所表述,而且经过严格理论检验、通过精密实验证明的光的波动理论相互矛盾,它无法解释光波的折射性与相干性,更一般而言,它与物理系统的能量“无穷可分性假说”相互矛盾。

甚至在实验证实爱因斯坦的光电效应方程正确无误之后,强烈抗拒仍旧延续多年。

爱因斯坦的发现开启了的量子物理的大门,爱因斯坦因为“对理论物理学的成就,特别是光电效应定律的发现”荣获1921年诺贝尔物理学奖。

图为密立根做光电效应实验得到的最大能量与频率关系线。

竖轴是能够阻止最大能量光电子抵达阳极的截止电压,P是逸出功,PD是电势差(potential difference)。

爱因斯坦的论文很快地引起美国物理学者罗伯特·密立根的注意,但他也不赞同爱因斯坦的理论。

之后十年,他花费很多时间做实验研究光电效应。

他发现,增加阴极的温度,光电子最大能量不会跟着增加。

他又证实光电疲劳现象是因氧化作用所产生的杂质造成,假若能够将清洁干净的阴极保存于高真空内,就不会出现这种现象了。

1916年,他证实了爱因斯坦的理论正确无误,并且应用光电效应直接计算出普朗克常数。

密立根因为“关于基本电荷以及光电效应的工作”获颁1923年诺贝尔物理学奖。

根据波粒二象性,光电效应也可以用波动概念来分析,完全不需用到光子概念。

威利斯·兰姆与马兰·斯考立(Marlan Scully)于1969年证明这理论。

我对今日力学的认识从过去100年来力学发展的情况看,力学是一门处理宏观问题的学问.它包括相对论,但它不包括量子理论.它是用理论,通过具体数字计算解答一个个实际问题.这些问题在过去都来自工程技术,但今后也会来自自然科学的研究,如对星系的运动发展.力学是要对实际问题做出数字解答,当然要用电子计算机.这就是两方面的间题:一是对计算机的要求,看来是不会有上限的;今天已有每秒数十亿次FLoP的计算机,力学也欢迎将来每秒万亿次FLOP的巨型计算机.二是计算方法的间题;这也需要不断研究改进.力学工作也会遇到一时对解决实际间题的理论方法尚不能认为有十分把握,怎么办?这时就要设计一个实验,用实验来验证理论的关键部分,如现在要设计超声速燃烧的冲压发动机(scramjet),就要作爆燃风洞的试验,它的实验时间还不到(1/10)s,但已足够验证理论的正确性了.有了对理论的把握就可以心中有数地去解决实际课题了.总起来一句话:今日力学是一门用计算机计算去回答一切宏观的实际科学技术问题,计算方法非常重要;另一个辅助手段是巧妙设计的实验.

1985年东芝公司推出全球第一台笔记本电脑,但那时的液晶显示器色彩单一,亮度很低,用户所能看到是没有色度的黑白显示屏。 一年后,也就是1986年,(STN)液晶显示器出现了,STN是“Super Twisted Nematic”的缩写,从字面上我们就可以知道“Super Twisted Nematic”是“Twisted Nematic”的改进增强型。STN的出现首次让LCD出现了色彩,STN主要应用于一些显示屏尺寸较大要求不高的产品中。 1989年,在东芝公司的努力下,第一台彩色的DSTN显示器正式应用在笔记本电脑中,这次革新让笔记本电脑用户所面对的黑白世界瞬间进入了真正的彩色世界。DSTN是Dual Scan Tortuosity Nomograph的缩写,中文称之为“双重扫描被动式”,我们也把DSTN俗称“伪彩”。

光波的研究与应用论文

关于光的本性问题很早就引起了人们的关注。微粒说1638年,法国数学家皮埃尔·伽森荻(Pierre Gassendi)提出物体是由大量坚硬粒子组成的。并在1660年出版的他所著的书中涉及到了他对于光的观点,也认为光也是由大量坚硬粒子组成的。牛顿随后对于伽森荻的这种观点进行研究,他根据光的直线传播规律、光的偏振现象,最终于1675年提出假设,认为光是从光源发出的一种物质微粒,在均匀媒质中以一定的速度传播。微粒说很容易解释光的直进性和反射现象,因为粒子与光滑平面发生碰撞的反射定律与光的反射定律相同。然而微粒说在解释一束光射到两种介质分界面处会同时反射和折射,以及几束光交叉相遇后彼此毫不妨碍的继续向前传播等现象时,却发生了很大困难。波动说罗伯特·胡克在1685年发表的《显微术》一书中,认为光是一种振动,发光体的每一振动在介质中向各个方向传播。胡克初步建立了波面和波线的概念,并把波面的思想用于对光的折射和薄膜颜色的研究。惠更斯(Christian Huygens)著《论光》更明确地提出了光是一种波动的主张,他认为光是一种介质的运动,该运动从介质的一部分以有限速度依次地向其他部分传播,他把光的传播方式与声音在空气中的传播作比较。波动说很容易能够解释微粒说不能解释的两个问题。水波可以同时发生反射和折射,并且水波的反射和折射规律和光完全相同。湖面上的激烈水波能够自由的互相穿过,通过一个窗口能够同时听到窗外几个人讲话的声音,这些都是人们熟知的波的现象。然而,早期的波动说缺乏定量的数学严密性,也缺乏对波动特性的足够说明,仍然摆脱不了几何光学的观念。同时,惠更斯所提出的波动说是把光比作像“水波”一样的机械波,即机械波的传播需要依靠介质,而光却能在真空中(即无介质)传播。牛顿并不是在根本上否认光的波动性,事实上正是牛顿首先提出了光在本质上是一种周期过程的观点,他还多次提到光可能是一种振动并与声波作对比。然而从他的著作《光学》的其他部分来看,他还是倾向于光的微粒说。突出的例子是从光的微粒说出发,根据机械粒子遵守的力学规律来解释光的反射定律和折射定律,并得出了光密介质中的光速要大于光疏介质中的光速这一与事实不符的结论。英国物理学家托马斯·杨(1773年 – 1829年)用干涉实验证明了光的波动性由于牛顿在学术界有很高的声望,致使微粒说在其后的100多年里一直占着主导地位,而波动说却发展得很慢。同时,如果要证明光具有波动性,必须设法显示出光具有干涉现象,而干涉现象的产生必须得到两列相干光,然而要得到两列相干光在当时是很困难的。直到1801年英国物理学家托马斯·杨(Thomas Young)终于用干涉实验证明了光的波动性。详见杨氏双缝干涉实验电磁说到19世纪中期,光的波动性已经得到公认,然而当时人们只了解在介质中传播的机械波,认为光波也是一种机械波。而任何机械波的传播都依靠介质,光却能在真空中传播。从太阳和其他恒星所发出的光,是通过什么介质传播过来的呢?为了说明光传播的这个问题,人们便假设在宇宙空间中到处充满着一种特殊的物质,这种物质被称作以太,光便是通过“以太”来进行传播。为了解释光波的各种性质,对于“以太”这个概念又进一步提出了种种假设。譬如,“以太”的密度极小,却具有较大的弹性等。由于对“以太”性质种种假设间存在明显的矛盾,人们很难相信存在这种物质。而为证明“以太”存在的各种实验也都以失败而告终。1846年,法拉第发现在磁场的作用下,偏振光的振动面会发生改变。这一重要的发现,表明光和电磁现象间存在着某种联系,同时将人们的目光转移到了电磁现象来考虑。19世纪60年代,麦克斯韦在研究电磁场理论时预见了电磁波的存在。同时指出电磁波是一种横波,电磁波的传播速度等于光速。麦克斯韦通过电磁波与光波的相似性质,提出假设,认为光波是一种电磁波。20多年后,赫兹用实验证实了电磁波的存在,测得电磁波的传播速度的确与光速相同,同时电磁波也能够产生反射、折射、干涉、衍射、偏振等现象,从实验中证明了光是一种电磁波。光子说光的电磁说使光的波动理论发展到相当完美的地步。但是,还是在赫兹用实验证实光的电磁说的时候,就已经发现了光电效应这一现象,而这一发现也使光的电磁说遇到了无法克服的困难。1905年爱因斯坦提出光量子论,运用光子的概念解释了光电效应。

光通信从一开始就是为传送基于电路交换的信息的,所以客户信号一般是TDM的连续码流,如PDH、SDH等。随着计算机网络,特别是互联网的发展,数据信息的传送量越来越大,客户信号中基于分组交换的分组信号的比例逐步增加。分组信号与连续码流的特点完全不同,它具有随机性、突发性,因此如何传送这一类信号,就成为光通信技术要解决的重点。 另外,传送数据信号的光收发模块及设备系统与传统的传送连续码流的光收发模块及设备系统是有很大区别的。在接入网中,所实现的系统即为ATM-PON、EPON或GPON等。在核心网,实现IP等数据信号在光层(包括在波分复用系统)的直接承载,就是大家熟知的IP over Optical的技术。 由于SDH系统的良好特性及已有的大量资源,可充分利用原有的SDH系统来传送数据信号。起初只考虑了对ATM的承载,后来,通过SDH网络承载的数据信号的类型越来越多,例如FR、ATM、IP、10M-baseT、FE、GE、10GE、DDN、FDDI、Fiber Channel、FICON、ESCON等。 于是,人们提出了许多将IP等信号送进SDH虚容器VC的方法,起初是先将IP或Ethernet装进ATM,然后再映射进SDH传输,即IP/Ethernet over ATM,再over SDH。后来,又把中间过程省去,直接将IP或Ethernet送到SDH,如PPP、LAPS、SDL、GFP等,即IP over SDH、POS或EOS。 不断增加的信道容量 光通信系统能从PDH发展到SDH,从155Mb/s发展到10Gb/s,近来,40GB/s已实现商品化。同时,还正在探讨更大容量的系统,如160Gb/s(单波道)系统已在实验室研制开发成功,正在考虑为其制定标准。此外,利用波分复用等信道复用技术,还可以将系统容量进一步提高。目前32×10Gb/s(即320Gb/s)的DWDM系统已普遍应用,160×10Gb/s(即)的系统也投入了商用,实验室中超过10Tb/s的系统已在多家公司开发出来。光时分复用OTDM、孤子技术等已有很大进展。毫无疑问,这些对于骨干网的传输是非常有利的。 信号超长距离的传输 从宏观来说,对光纤传输的要求当然是传输距离越远越好,所有研究光纤通信技术的机构,都在这方面下了很大工夫。特别是在光纤放大器出现以后,这方面的记录接连不断。不仅每个跨距的长度不断增加,例如,由当初的20km、40km,最多为80km,增加到120km、160km。而且,总的无再生中继距离也在不断增加,如从600km左右增加到3000km、4000km。 从技术的角度看,光纤放大器其在拉曼光纤放大器的出现,为增大无再生中继距离创造了条件。同时,采用有利于长距离传送的线路编码,如RZ或CS-RZ码;采用FEC、EFEC或SFEC等技术提高接收灵敏度;用色散补偿和PMD补偿技术解决光通道代价和选用合适的光纤及光器件等措施,已经可以实现超过STM-64或基于10Gb/s的DWDM系统,4000km无电再生中继器的超长距离传输。 光传输与交换技术的融合 随着对光通信的需求由骨干网逐步向城域网转移,光传输逐渐靠近业务节点。在应用中人们觉得光通信仅仅作为一种传输手段尚未能完全适应城域网的需要。作为业务节点,比较靠近用户,特别对于数据业务的用户,希望光通信既能提供传输功能,又能提供多种业务的接入功能。这样的光通信技术实际上可以看作是传输与交换的融合。目前已广泛使用的基于SDH的多业务传送平台MSTP,就是一个典型的实例。 基于SDH的MSTP是指在SDH的平台上,同时实现TDM、ATM、以太网等业务的接入处理和传送,提供统一网管的多业务节点设备。实际上,有些MSTP设备除了提供上述业务外,还可以提供FR、FDDI、Fiber Channel、FICON、ESCON等众多类型的业务。 除了基于SDH的MSTP之外,还可以有基于WDM的MSTP。实际上是将WDM的每个波道分别用作各个业务的通道,即可以用透传的方式,也可以支持各种业务的接入处理,如在FE、GE等端口中嵌入以太网2层甚至3层交换功能等,使WDM系统不仅仅具有传送能力,而且具有业务提供能力。 进一步在光层网络中,将传输与交换功能相结合的结果,则导出了自动交换光网络ASON的概念。ASON除了原有的光传送平面和管理平面之外,还增加了控制平面,除了能实现原来光传送网的固定型连接(硬连接)外,在信令的控制下,还可以实现交换的连接(软连接)和混合连接。即除了传送功能外,还有交换功能。 互联网发展需求与下一代全光网络发展趋势 近年来,随着互联网的迅猛发展,IP业务呈现爆炸式增长。预测表明,IP将承载包括语音、图像、数据等在内的多种业务,构成未来信息网络的基础;同时以WDM为核心、以智能化光网络(ION)为目标的光传送网进一步将控制信令引入光层,满足未来网络对多粒度信息交换的需求,提高资源利用率和组网应用的灵活性。因此如何构建能够有效支持IP业务的下一代光网络已成为人们广泛关注的热点之一。 对承载业务的光网络而言,下一步面临的主要问题不仅仅是要求超大容量和宽带接入等明显需求,还需要光层能够提供更高的智能性和在光节点上实现光交换,其目的是通过光层和IP层的适配与融合,建立一个经济高效、灵活扩展和支持业务QoS等的光网络,满足IP业务对信息传输与交换系统的要求。 智能化光网络吸取了IP网的智能化特点,在现有的光传送网上增加了一层控制平面,这层控制平面不仅用来为用户建立连接、提供服务和对底层网络进行控制,而且具有高可靠性、可扩展性和高有效性等突出特点,并支持不同的技术方案和不同的业务需求,代表了下一代光网络建设的发展方向。 研究表明,随着IP业务的爆发性增长,电信业和IT业正处于融合与冲突的“洗牌”阶段,新技术呼之欲出。尤其是随着软件控制(“软光”技术)的使用,使得今天的光网络将逐步演进为智能化的光网络,它允许运营者更加有效地自动配置业务和管理业务量,同时还将提供良好的恢复机制,以支持带有不同QoS需求的业务,从而使运营者可以建设并灵活管理的光网络,并开展一些新的应用,包括带宽租赁、波长业务、光层组网、光虚拟专用网(OVPN)等新业务。 综上所述,以高速光传输技术、宽带光接入技术、节点光交换技术、智能光联网技术为核心,并面向IP互联网应用的光波技术已构成了今天的光纤通信研究热点,在未来的一段时间里,人们将继续研究和建设各种先进的光网络,并在验证有关新概念和新方案的同时,对下一代光传送网的关键技术进行更全面、更深入地研究。 从技术发展趋势角度来看,WDM技术将朝着更多的信道数、更高的信道速率和更密的信道间隔的方向发展。从应用角度看,光网络则朝着面向IP互联网、能融入更多业务、能进行灵活的资源配置和生存性更强的方向发展,尤其是为了与近期需求相适应,光通信技术在基本实现了超高速、长距离、大容量的传送功能的基础上,将朝着智能化的传送功能发展。打字不易,如满意,望采纳。

光电效应伏安曲线研究论文

前者将在负向出现一个饱和值 因为有暗电流的存在。光电管(phototube)基于外光电效应的基本光电转换器件。光电管可使光信号转换成电信号。光电管分为真空光电管和充气光电管两种。光电管的典型结构是将球形玻璃壳抽成真空,在内半球面上涂一层光电材料作为阴极,球心放置小球形或小环形金属作为阳极。若球内充低压惰性气体就成为充气光电管。光电子在飞向阳极的过程中与气体分子碰撞而使气体电离,可增加光电管的灵敏度。用作光电阴极的金属有碱金属、汞、金、银等,可适合不同波段的需要。光电管灵敏度低、体积大、易破损,已被固体光电器件所代替。

前者将在负向出现一个饱和值因为有暗电流的存在

1、曲线突然变得水平是因为微电流测量仪超量程了。2、增长到达到平衡时变化那么快,过度过程极短是因为光电流的变化与电压成指数函数关系。

只要是伏安特性曲线的话,就是只有一个依据吧,那就是欧姆定律,也就是r=u/i,即:就是电阻等于电阻两端的电压比上通过的电流。

电子研究与应用杂志

推荐《现代信息科技》,可发表,该杂志是由广东省科学技术协会主管,广东省电子学会主办的科技期刊。 本刊始终坚持学术第一的标准和科学、创新、前瞻、实用的原则,刊载电子信息科技领域研究的新进展、新技术、新成果,涉及工控技术、新型电子器件、军事电 子、计算机软、硬件设计与应用、网络与通信工程、仿真与测试技术、传感器技术、机械制造与自动化、电子应用技术、微电子技术等领域,促进学术交流,推动成 果转换,提高该领域研究水平和科技装备水平,服务我国经济社会发展。

你看看应用光学吧。

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