- 波粒二象性光电管
波粒二象性光电管包括：光电二极管、光电三极管、光敏电阻、光电池、光电耦合器、雪崩光电二极管等。
光电二极管和光电三极管是早期的光电元件，光敏电阻和光电池广泛应用于各种电子电路中。光电耦合器是用两个光敏元件以及相应的电路组成，可以传递隔离的电信号。雪崩光电二极管是一种具有雪崩效应的光敏二极管，其工作原理是基于光生载流子的雪崩倍增。
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相关例题：
题目：一个光电管在照射光子后会产生电流。如果照射的光子能量足够高，那么光电管会产生更多的电流。这个现象被称为光电效应。现在，我们有一个波长为550nm的光源，照射在光电管上。已知光子的能量与波长的关系为：E = hc / λ，其中E是光子的能量，h是普朗克常数，c是光速。
（a）计算一个光子的能量是多少？
（b）如果光电管的灵敏度为100微安，当光源照射时，光电管产生的电流是多少？
（c）如果光源的波长变为450nm，那么同样的光子能量会产生多少电流？与原来的电流相比，这个变化说明了什么？
解答：
（a）根据光子的能量与波长的关系，我们可以得到一个光子的能量为：
E = hc / λ = 6.63 × 10^-34 J·s × 3 × 10^8 m/s / (550 × 10^-9 m) = 3.67 × 10^-19 J
（b）如果光电管的灵敏度为100微安，那么当光源照射时，光电管产生的电流为：
I = nqU = nqΦ / d = 100 × 10^-6 C/e × Φ / (1 × 10^-6 m) = Φ
其中n是单位体积内的自由电子数，q是电子的电荷量，U是光电管两端的电压，Φ是单位面积上的光子数，d是光电管的厚度。
对于给定的波长和灵敏度，我们可以得到Φ = hc / (4πλ)，其中π是圆周率。因此，当光源照射时，光电管产生的电流为：
I = hc / (4πd) = 3.67 × 10^-19 J·s / (4 × 3.14 × 1 × 10^-6 m) = 2.77 × 10^-7 A
（c）如果光源的波长变为450nm，那么同样的光子能量E保持不变。根据I = nqU = nqΦ / d = hc / (4πλ)，我们可以得到Φ的变化量ΔΦ = Φ2 - Φ1 = (hc/λ2) - (hc/λ1) = h(c/λ2 - c/λ1)Δλ。因此，当波长变化时，单位面积上的光子数ΔΦ的变化量与Δλ成正比。由于Δλ变小，ΔΦ也会变小。因此，当波长变小时，单位面积上的光子数减少，导致产生的电流减少。这个变化说明了光的波长越短，单位面积上的光子数越少。
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