光电效应有哪几种

光电效应

1)概述

在光的照射下，使物体中的电子脱出的现象叫做光电效应(Photoelectric effect)。

(2)说明

①光电效应的实验规律。

a．阴极(发射光电子的金属材料)发射的光电子数和照射发光强度成正比。

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．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，这个频率蛳叫做极限频率(或叫做截止频率)，相应的波长λ。叫做红限波长。不同物质的极限频率”。和相应的红限波长λ。是不同的。

几种金属材料的红限波长

金 属 铯 钠 锌 银 铂

红限波长(埃) 6520 5400 3720 2600 1960

d．从实验知道，产生光电流的过程非常快，一般不超过lO-9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。

②解释光电效应的爱因斯坦方程：根据爱因斯坦的理论，当光子照射到物体上时，它的能量可以被物体中的某个电子全部吸收。电子吸收光子的能量hυ后，能量增加，不需要积累能量的过程。如果电子吸收的能量hυ足够大，能够克服脱离原子所需要的能量(即电离能量)I和脱离物体表面时的逸出功(或叫做功函数)W，那末电子就可以离开物体表面脱逸出来，成为光电子，这就是光电效应。

爱因斯坦方程是

hυ=(1/2)mv2+I+W

式中(1/2)mv2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)mv2+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) υ0。由

hυ0=W确定。相应的红限波长为 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。

③利用光电效应可制造光电倍增管。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。

电光效应

电光效应

electro-optical effect

某些各向同性的透明物质在电场作用下显示出光学各向异性的效应。电光效应包括克尔效应和泡克耳斯效应。

克尔效应 1875年英国物理学家J.克尔发现，玻璃板在强电场作用下具有双折射性质，称克尔效应。后来发现多种液体和气体都能产生克尔效应。观察克尔效应的实验装置如图所示。内盛某种液体（如硝基苯）的玻璃盒子称为克尔盒，盒内装有平行板电容器，加电压后产生横向电场。克尔盒放置在两正交偏振片之间。无电场时液体为各向同性，光不能通过P2。存在电场时液体具有了单轴晶体的性质，光轴沿电场方向，此时有光通过P2（见偏振光的干涉）。实验表明 ，在电场作用下，主折射率之差与电场强度的平方成正比。电场改变时，通过P2的光强跟着变化，故克尔效应可用来对光波进行调制。液体在电场作用下产生极化，这是产生双折射性的原因。电场的极化作用非常迅速，在加电场后不到10-9秒内就可完成极化过程，撤去电场后在同样短的时间内重新变为各向同性。克尔效应的这种迅速动作的性质可用来制造几乎无惯性的光的开关——光闸，在高速摄影、光速测量和激光技术中获得了重要应用。

2011年3月11日，日本当地时间14时46分，日本东北部海域发生里氏9.0级地震并引发海啸，造成重大人员伤亡和财产损失。地震震中位于宫城县以东太平洋海域，震源深度20公里。东京有强烈震感。地震引发的海啸影响到太平洋沿岸的大部分地区。地震造成日本福岛第一核电站1~4号机组发生核泄漏事故。4月1日，日本内阁会议决定将此次地震称为“东日本大地震”。截至当地时间4月12日19时，此次地震及其引发的海啸已确认造成14063人死亡、13691人失踪。

名称： 东日本大地震

时间： 日本时间2011年3月11日14时46分（北京时间2011年3月11日13时46分

地理位置： 日本东北部

震中经纬度： 北纬38.1度，东经142.6度

震源深度： 10公里

震级： 里氏9.0级

震中烈度： Ⅸ度

伤亡人数： 14063人死亡、13691人失踪（2011年4月12日19时）

此次日本东北地区宫城县北部发生的里氏9.0级地震，恐为日本有地震记录以来发生的最强烈地震。而由于地处地壳板块交界处，日本一直是一个地震频发的国家，历史上造成重大伤亡的地震也不计其数。20世纪日本经历的第一次重大地震发生于1923年9月1日。里氏7.9级地震袭击日本关东地区,受灾城市包括东京、神奈川、千叶、静冈和山梨等地，造成15,843人死亡，200多万人无家可归,经济损失达65亿日元。自此之后的70年间,日本发生了几十次7级以上大地震。人员伤亡数较大的几次包括,1927年3月7日,日本西部京都地区发生的里氏7.3级地震,造成2925人死亡。1933年3月3日，本州岛北部三陆发生里氏8.1级地震，造成3008人死亡。1943年9月10日,日本西海岸鸟取县发生里氏7.2级地震,造成1083人死亡。1944年12月7日,日本中部太平洋海岸发生里氏7.9级地震,造成998人死亡。1945年1月13日,日本中部名古屋附近三川发生里氏6.8级地震,造成2306人死亡。1946年12月21日,日本西部大面积地区发生里氏8.0级地震，造成1443人死亡。1995年1月17日的阪神大地震是关东大地震之后日本发生的最严重地震，甚至被称为20世纪日本经历的、除原子弹袭击之外的最大灾难。这场发生于日本西部神户市及附近地区的地震震级为里氏7.3级，但由于震中处于人口密集、建筑林立的市区，死亡及失踪人数达6437人，经济损失达1000亿美元。21世纪日本第一次大地震发生于2004年10月23日日本中部新潟的里氏6.8级地震,67人死亡。就在此次宫城县特大地震发生前两天,也就是3月9日,日本本州东海岸近海也发生过7.2级地震,或为此次地震的“前震”。北京时间2011年3月11日13时46分26秒2011年3月11日，日本当地时间14时46分26秒，发生在西太平洋国际海域的里氏9.0级地震， 震中位于北纬38.1度，东经142.6度，震源深度约10公里，属浅源地震。据统计，自有记录以来，此次的9.0级地震是全世界第三高，1960年发生的智利9.5级地震和1964年阿拉斯加9.2级地震分别排第一和第二。日本气象厅随即发布了海啸警报称地震将引发约6米高海啸，修正为10米。根据后续调查表明海啸最高达到24米。北京小部分区域偶有震感，但对中国大陆不会有明显影响。不过，此次地震可能引发的海啸将影响太平洋大部分地区，由于此次地震发生在西太平洋，距离中国大陆比较远，且中国大陆架性质决定了在这段距离中有一片相对较浅的海域，所以对大陆不会有明显影响。

西太平洋地区11日下午发生里氏9.0级地震，东京震感较强。日本气象厅已向本州岛太平洋沿岸地区发出高级别海啸警报。据日本气象厅观测，地震发生在当地时间11日14时46分（北京时间11日13时46分），震中位于宫城县以东的西太平洋海域。 此次地震震级的测定，日本气象厅最初定级为7.9级，随后立即更正为8.4、8.8、8.9，又回调到8.8级，最后定级为9.0级；中国地震局网一开始发布的是里氏8.6级地震；美国地质勘探局发布的是8.8级，当天不久随后美国地质勘探局将西太平洋当天发生的地震震级从里氏8.8级改正为里氏8.9级，3月14日最后定级为9.0级。截至2011年12月22日，3月11日发生的日本大地震及其引发的海啸已确认造成15,843人死亡、3,469人失踪。此次地震导致地面下沉，致日本岛地震震区沿海部分地区沉到海平面以下，沉没部分面积相当大半个东京。 日本地震研究机构方面汇总了全球各方面的信息。2011年03月13日，日本气象厅将西太平洋大地震震级修正为里氏9.0级。在此次大地震前，该区域陆续发生不同规模的地震。其中以3月9日的7.2级地震为甚多。据太平洋海啸警报中心测定，2011年03月09日10时45分(北京时间)，日本本州岛东部海域(38.3°N,143.3°E)发生7.2级地震。日本东京都当地的震感为3级，地震过程持续了1分钟左右，地震已经在震源附近引发了区域海啸。当天11时11分，日本本州岛OFUNATO站监测到了0.54米的海啸波。在3月11日9.0级大地震后，研究人员豁然发现3月9日的7.2级大地震是本次9.0级大地震的前震，这打破了有观测史以来同一地区发生7.0+级地震之后不可能再有更高地震的记录。日本福岛以东西太平洋海域已受核事故影响。据国家地震台网测定，北京时间2011年3月11日13时46分，在西太平洋海域（北纬38.1度，东经142.6度）发生8.6--9.0级地震，震源深度约20公里。震中距仙台约190公里。据了解，北京、天津部分高层建筑物人员有震感。 新华网北京7月31日电(记者罗沙)记者31日从中国国家海洋局获悉，根据国家海洋局派出的专业海洋环境放射性监测队检测，日本福岛以东及东南方向西太平洋海域已受到福岛核泄漏事故的显著影响。 据了解，为了解和掌握日本福岛核电站核泄漏事故对西太平洋及中国海域的影响，6月16日至7月4日，国家海洋局派出专业海洋环境放射性监测队伍，从厦门起航赴日本福岛以东海域，开展西太平洋海洋环境放射性监测工作。期间，针对日本福岛核泄漏释放的主要放射性物质铯－137、铯－134、锶－90等对海洋环境的影响，对海洋大气、海水、海洋生物开展监测。航次历时18天，航程共计4735海里，监测海域面积25.2平方公里，采集了大量的海洋大气、海水、生物样品。国家海洋局表示，监测队目前已完成部分样品的分析检测工作，结果显示：监测海域大气辐射剂量结果无异常；首批海水样品中全部检出了放射性核素铯－137、锶－90以及正常情况下海水中无法检出的铯－134，这3种核素都是日本福岛核泄漏释放的污染物质。其中，铯－137、锶－90最高含量分别超过中国海域本底范围300倍和10倍。国家海洋局将陆续公布西太平洋海洋环境监测评价后续结果。据日本NHK电视台3月12日消息，受此次西太平洋大地震影响，日本岩手县、宫城县以及福岛县沿岸遭受特大海啸袭击，造成大量人员伤亡和失踪。目前已确认日本东北部距震中最近地区死亡人数超过500人。在宫城县境内又发现了400-500具尸体。西太平洋大地震伤亡数字13日继续上调。 据日本媒体最新统计，此次地震和海啸造成的死亡人数已达16000人，失踪15000人，报道称日本政府正全力评估地震造成的损失，而部分 地区仍在遭受较为严重的余震。截至12日午夜，警方确认死亡人数达到687人，另有200多具遗体还未被辨认。此外，日本宫城县南三陆町有约10000人在地震和海啸后仍然下落不明。岩手县的大槌町与南三陆町遭到了同样的打击，整个南三陆町几乎被夷为平地，该町有居民1.5万人，目前只确认了4600人安全，其他人去向不明。据日本共同社报道，日本宫城县14日在两处海岸发现约2000具地震和海啸遇难者遗体。另一方面，日本政府正竭力全面掌握受灾信息，报道又称，宫城县牡鹿半岛和南三陆町分别发现了约1000具遇难者遗体，这个发现令遇难者数字进一步上升。到目前为止，在此次地震以及海啸中丧生和失踪的人数已经肯定超过24000人。日本NHK于14日宣布有超过1834人在本次地震和海啸中丧生，超过1万人下落不明，超过38万人离家避难。据报道已确认11日发生的西太平洋大地震及其引发的海啸已造成2476人死亡，超17000人失踪。 3月17日10时，11日发生的西太平洋大地震及其引发的海啸已造成5583人死亡、15000人失踪。据日本共同社报道，日本警察厅说，宫城、福岛、岩手等8个县的避难人数现在约有38万人，比前一天减少数万人。中国驻日本大使馆17日说，现已确认有一名中国公民在11日西太平洋海域强震引发的海啸中遇难。 日本警方表示，截止到18日目前的数据统计，该国因地震、海啸等灾害遇难的人数已达到6539人，失踪人数则上升到10354人。据日本警察厅统计，日本地震及其引发的海啸等灾害到目前已导致超过1.6万人死亡或失踪。此外，已知共有2409人受伤。据日本共同社报道，日本警察厅3月19日称，这次大地震和海啸遇难人数已经达到6911人，超过了1995年阪神大地震，当年有6434人丧生。3月19日遇难和失踪者总人数已经超过17227人。约9万名救援人员，包括警察和自卫队成员，已经营救出2.6万幸存者。 据法新社消息，截止到20日目前，日本里氏9.0级强震确认造成的死亡人数上升到8133人，官方统计显示，有12272人因地震和海啸等灾害而失踪，使得日本因地震和海啸遇难及失踪人数达到了20405人。在日本重灾区宫城县，确认遇难的人数为4882人。成为二战以来造成日本死亡人数最多的灾难。日本警察厅3月21日宣布，截至当天上午9时，日本东北部海域发生的强烈的地震及引发的海啸已确认造成8649人死亡，12877人失踪。日本警察厅3月23日宣布，截至当天12时，日本东北部海域发生的强震及其引发的海啸已确认造成9408人死亡，14716人失踪。据日本朝日新闻网站报道，日本时间25日上午11时，日本警察厅公布日本特大级地震及海啸造成日本12个都道县死亡人数达10035人。另有17443人失踪，2775人受伤。已经确定的死者包括宫城县6636人、岩手县3025人、福岛县855人、茨城县20人、千叶县17人、东京都7人、枥木县和神奈川县各4人、青森县3人、北海道、山形县和群马县各1人。新华网东京3月25日电 日本警察厅25日说，截至当地时间当天21时，11日发生的日本大地震及其引发的海啸已确认造成10102人死亡、17053人失踪。日本警察厅说，在地震灾情严重的宫城县有6097人遇难，在岩手县有3092人遇难。目前在各避难所避难人数仍有约25万。 日本警察厅指出，截至当地时间25日深夜11时，在强震及海啸重创日本东北部地区两周后，12都道县警方已确认有10102人遇难，17053人失踪，共计达27155人。此外，在18个都道县内共计2777人受轻重伤。日本警察厅指出，宫城县死亡人数为6097人、岩手县3092人、福岛县855人。此外，家属向警方报案的下落不明者，宫城县有6237人，福岛县5934人、岩手县4878人等，6县共17053人失踪。报道指出，由于有一家全口遭海啸卷走的案例，实际失踪人数应该会更多。在建筑物损害方面，包括岩手县内约12600栋全毁，总共约18800栋全毁，若加上半毁或部分受损建筑物，则约高达13.81万栋。至于仍被迫在避难所栖身的灾民，17都县近2000个避难所收容约24.62万人，其中宫城县约86900人、岛县福约86300人、岩手县约43700人。日本气象厅11日说，当天发生的强烈地震已在日本东北太平洋沿岸引发巨大海啸。电视画面显示，高达数米的海浪将车辆等卷入海中并冲毁沿岸建筑。气象厅说，在岩手县观测到高达4米的海浪。该机构又发布警告说，地震还可能引发高达10米的海浪。据日本时事社报道，日本茨城县有1人在当天发生强烈地震中死亡。地震后，东京附近的千叶县市原市一油罐储库起火。 一场里氏9.0级强烈地震11日袭击日本。11日下午发生的地震是1900年以来全球第四强震，也是日本自1923年官方测定地震震级以来，该国震级最高的一次地震。依据美国国家航空航天局收集的资料，这次强震使日本本州岛向东移动大约3.6米，地轴移动25厘米，使地球自转加快1.6微秒。日本国土地理院19日宣布，由于11日在日本东北部海域发生的里氏9级强烈地震，位于震中西北部的宫城县牡鹿半岛向震中所在的东南方向移动了约5.3米，同时下沉了约1.2米，这是日本有观测史以来最大的地壳变动记录。而朝鲜半岛也东移5.16厘米；我国北方地区也出现几毫米的东移现象。据外电报道，西太平洋9.0级地震发生后引发强烈海啸，美国多地发布海啸警告或海啸观察报告。 据法新社3月11日消息，美国夏威夷州11日发布海啸警告，预计海啸可能最早于当地时间11日晚间到达当地。夏威夷距离日本震中地区约6400公里。此外，据美国媒体报道，美国西北部的华盛顿州、俄勒冈州和西部的加利福尼亚州的海岸以及阿拉斯加州部分地区均已发布海啸观察预警。观察预警级别要低于预警。北京时间11日13时50分左右，北京市木樨地、望京、中关村等地居民反映楼层有晃动感。有人描述，北京市木樨地附近一座20多层的大厦有轻微震感，楼道里还有尘土的味道，望京地区部分高层居民楼内的居民也反映有轻微震感，一些居民跑下楼避险。11日从国家海洋预报台获悉，11日中午在西太平洋海域发生的地震可能会在震源附近周围数百公里范围内引发区域海啸，但不会对中国沿海地区造成灾害性影响。新华社北京4月4日电　针对日本福岛第一核电站事故可能对我国产生的影响,国家核事故应急协调委员会4月4日权威发布：国际原子能机构通报的最新信息显示,日本福岛第一核电站事故趋于稳定,但形势依然严峻,日本有关方面继续采取各种可能的措施,努力控制放射性污染的扩大。福岛周边环境放射性水平整体平稳,部分地区呈继续下降趋势。4月4日,我国内地31个省、自治区、直辖市部分地区空气中监测到来自日本核事故释放出的极微量人工放射性核素碘-131。其中,北京、天津、河北、山西、山东、上海、内蒙古、江苏、浙江、安徽、江西、湖北和宁夏等省、自治区和直辖市空气中监测到更微量的人工放射性核素铯-137和铯-134。各地环境辐射水平较昨日没有明显变化。食品和饮用水的抽样监测结果无异常。综合世界气象组织和国际原子能机构北京区域环境紧急响应中心、国家海洋局、环境保护部(国家核安全局)、卫生部监测分析认为,日本福岛核电站事故不会对我国环境及境内公众健康造成危害,无需采取任何防护措施。 由于这次地震缘于板块间垂直运动而非水平运动，因此触发海啸，对日本一些海岸造成严重破坏，给整个太平洋沿岸带来威胁。美国地质勘探局学者布赖恩·阿特沃特告诉美联社记者，这次地震释放的能量“将近美国全国一个月的能量消耗”。这一机构地球物理学家肯·赫德纳特说，依据美国国家航空航天局收集的资料，这次强震使日本本州岛向东移动大约3.6米，使地球自转加快1.6微秒，地轴移动6微米。美国地震专家11日表示，日本时间11日下午发生的里氏9、0级强震是日本历史上“近1200年一遇”的地震，预计将造成数以千万美元计的损失。西太平洋海域11日发生里氏9.0级地震后，位于夏威夷的太平洋海啸预警中心针对太平洋沿岸大部分地区发布了海啸预警，各相关国家已分别采取了预警措施。太平洋海啸预警中心北京时间11日15时30分对包括俄罗斯、菲律宾、印度尼西亚、澳大利亚、新西兰、墨西哥、美国夏威夷等在内的多个国家和地区发布了海啸预警。夏威夷州首府檀香山市警报长鸣，当地广播反复播发海啸预警，动员居住在沿海撤离区的居民及时撤离。预计第一波海啸可于当地时间11日2时55分(北京时间20时55分)抵达。当局已经组织大巴疏散当地居民，并准备开放疏散中心。印尼气象、气候和地球物理机构对该国巴布亚省、北苏拉威西省、北马鲁古省等地发布了海啸预警。预测海啸将于北京时间19时左右抵达印尼，该机构说，海啸可能对印尼多地区造成影响，该国东部各岛的北端尤其可能受到冲击。强震发生在当地时间11日14时46分26秒(北京时间13时46分26秒),出现多次余震,宫城县、岩手县、青森县和包括东京在内的关东地区震感强烈。按照美国地质勘探局的说法,震级为里氏8.8级,震中位于宫城县以东130公里的太平洋海域,震源深度24公里。 地震及其引发的海啸迄今已造成至少15900人死亡，大量人员受伤或失踪，已有5个中国公民在此次大地震中死亡。日本媒体报道说，由于地震影响范围较广，死伤数字势将继续上升。 当地电视台画面显示民众纷纷从楼中跑出。震后,宫城县仙台市发生大规模停电。市内多处发生燃气泄漏。仙台机场全部航班停止起降。千叶县JFE钢铁东日本炼铁厂因燃气管道破损发生爆炸,火焰冲上数十米高,生产被迫中断。据统计,震后日本由于燃气泄漏等原因,共有84处地点发生火灾。宫城县地方消防部门则称,利府町购物中心的天花板坍塌,有多人被掩埋。NHK电视台报道说,目击者称有“数人受伤”。 东京市内因为地震发生14起火灾,日本电视台画面显示,东京市中心一些大型建筑物剧烈摇晃,办公室内书本散落,正在上班的职员安全起见走上街道。东京警视厅透露,东京台场的东京电信中心大楼附近冒出浓浓的黑烟。东京一座大型购物商场屋顶坍塌,有人员受伤,但数量不明。日本著名地标性建筑东京塔11日下午因受强烈地震影响，塔顶部三分之一处出现歪斜。工作人员紧急关闭了塔内部的电梯，并将正在观光的游客紧急疏散。因为疏散工作紧急有效，因此未出现踩踏事故。 约有443平方公里的领土在地震和海啸后沉入水中，相当于大半个东京，日本可能变得“更窄”。日本媒体6日报道，3月11日大地震导致日本东北部沿海地区许多地方发生地面下沉，没入水中，面积相当于大半个东京。海上保安厅官员大井阳介说,强震大约30分钟后,东京市内一些高楼仍在摇晃,移动电话通信网络中断。“建筑物长时间晃动,办公室内许多人抓起头盔,躲在桌子下,”路透社驻东京记者琳达·西格说,“这可能是我到日本20多年所经历最强烈地震。”