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半導(dǎo)體器件物理復(fù)習(xí)題4

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1. 愛(ài)因斯坦的光電效應(yīng):

愛(ài)因斯坦的光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)表明,光子既有具有光波的波動(dòng)特征,也具有離子的特征。

光子的最大動(dòng)能可寫(xiě)成:

1Tmax?m?2?h??h?02????0?

式中的m是光子的質(zhì)量;?是光子的速度;h?是光子的總能量;h?0是光子的最小能量,也稱(chēng)材料的功函數(shù)-是電子逃逸材料表面需要的最小能量。h是普朗克常數(shù),

h?6.625?10?346.625?10?34?Js?c?15?4.135?10eVs???Js????1.6?10?19?;

是光波的頻率;

c?3?1010?cm/s?是光速,?是光波波長(zhǎng);

hc2. 光子總能量E與光波頻率的關(guān)系是:

E?h???。

假定光波的波長(zhǎng)是(a)?1?10000A,能量用eV表示)

(b)?2?10A,分別求光子對(duì)應(yīng)的總能量E??(注:

4.135?10?15eVs?3?1010cm/s(a)E1???1.2405eV?8?8?10000?10cm1解:1A?10cm,

hc4.135?10?15eVs?3?1010cm/s(b)E2??1.24?103eV?810?10cm

既然波具有粒子的特征,那么粒子也應(yīng)該具有波的特性。這就是de Broglie提出的波

-粒二相性原理。

粒子的動(dòng)量p可表示為:

hp?m???

其中?是粒子的波長(zhǎng),稱(chēng)de Broglie波;m是物質(zhì)粒子的質(zhì)量,?是粒子的速度。

?315?10kg,de Broglie波長(zhǎng)為180A的粒子的動(dòng)量p和能量E。 計(jì)算:(a)質(zhì)量為

(b)動(dòng)能為20meV的電子的de Broglie波長(zhǎng)。

6.625?10?34Jsp???3.68?10?26?kg?m/s??10?180?10m解(a)

h

1pE?m?2?22m23.68?10??kg?m/s????26222?5?10?31?kg?2?13.?10J?8.46?10?3eV?22

p21?h?E????2m2m???(b)

2?h?2mE????????h2mE

h6.625?10?346.625?10?34?????31?3?192mE2?9.11?10?20?10?1.6?102?9.11?10?52?2?1.66.625?10?34?1026??0.868?10?8m?86.8A2?9.11?2?1.6

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