半导体器件物理复习题4

1. 爱因斯坦的光电效应：

爱因斯坦的光电效应实验表明，光子既有具有光波的波动特征，也具有离子的特征。

光子的最大动能可写成：

1Tmaxm2hh020

式中的m是光子的质量；是光子的速度；h是光子的总能量；h0是光子的最小能量，也称材料的功函数－是电子逃逸材料表面需要的最小能量。h是普朗克常数，

h6.62510346.6251034Jsc154.13510eVsJs1.61019；

是光波的频率；

c31010cm/s是光速，是光波波长；

hc2. 光子总能量E与光波频率的关系是：

Eh。

假定光波的波长是(a)110000A,能量用eV表示）

(b)210A，分别求光子对应的总能量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，那么粒子也应该具有波的特性。这就是de Broglie提出的波

－粒二相性原理。

粒子的动量p可表示为：

hpm

其中是粒子的波长，称de Broglie波；m是物质粒子的质量，是粒子的速度。

31510kg，de Broglie波长为180A的粒子的动量p和能量E。 计算：（a）质量为

（b）动能为20meV的电子的de Broglie波长。

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13.54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