什么是光电效应？

光电效应简介

根据小编的了解光照射到某些物质上，引起物质的电性质发生变化，也就是光能量转换成电能。这类光致电变的现象被人们统称为光电效应（Photoelectric effect）。 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。

                                        图1.光电效应

光电效应原理

金属表面在光辐照作用下发射电子，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。这里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足够的能量，飞出金属表面。

只要光的频率高于金属的极限频率，无论光亮度的强弱，光子的产生几乎都是瞬时的，不超过十的负九次方秒。所以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。这种解释为爱因斯坦提出。光电效应由德国物理学家赫兹于1887年发现，对量子理论的发展起到了根本性作用。

                                       图2.光电效应测试图

光电效应计算公式

光子能量 = 移出一个电子所需的能量 + 被发射的电子的动能

代数形式： hf = φ + Ekmax   其中 h是普朗克常数，  f是入射光子的频率，  φ = hf0 是功函数，从原子键结中移出一个电子所需的最小能量，Ekmax = 1/2mvm2  是被射出的电子的最大动能，f0是光电效应发生的阀值频率， m是被发射电子的静止质量，vm是被发射电子的速度。 

需要注意的是如果光子的能量（hf）不大于功函数（φ），就不会有电子射出。功函数有时又以W标记。 这个算式与观察不符时（即没有射出电子或电子动能小于预期），可能是因为系统没有完全的效率，某些能量变成热能或辐射而失去了。小编今天就暂时先说到这里 ， 若大家有其他不同见解或是疑问， 可以到本站的论坛去发帖跟我爱方案网网友交流...