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| 光电效应 |
英文名称∶Photoelectric effect
光电效应概述编辑本段回目录
光照射到某些物质上，引起物质的电性质发生变化。这类光致电变的现象被人们统称为光电效应。
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| 光电效应 |
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| 光电效应 |
光电效应的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。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住足够的能量，飞出金属表面。可是实是，只要光的频率高与金属的极限频率，光的亮度无论强弱，光子的产生都几乎是瞬时的，不超过十的负九次方。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。
光电效应的算式编辑本段回目录
在以爱因斯坦方式量化分析光电效应时使用以下算式：
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：
h是普朗克常数，
f是入射光子的频率， 
是功函数，从原子键结中移出一个电子所需的最小能量， 
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，
注：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。
光电效应的实验编辑本段回目录
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| 爱因斯坦 |
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。
几种金属材料的极限波长
一些金属的极限波长(埃)：
铯 钠 锌 银 铂
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10的-9次方秒；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。
光电效应的解释-爱因斯坦方程编辑本段回目录
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| 光电效应 |
爱因斯坦方程
hυ=(1/2)mv^2+I+W
式中(1/2)mv^2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)mv^2+W 假如hυ
光电效应的衍生编辑本段回目录
(一)反常光生伏特效应：
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| 光生伏特效应 |
70年代又发现光铁电体的反常光生伏特效应（APV）可产生1000V到100000V的电压，且只出现在晶体自发极化方向上，
光生电压：V=(Jc/(σD+△σl))l
(二)贝克勒尔效应：
将两个同样的电极浸在电解液中，其中一个被光照射，则在两电极间产生电位差，称为贝克勒尔效应。
（有可能模仿光合作用制成高效率的太阳能电池）
(三)光子牵引效应：
当一束光子能量不足以引起电子-空穴产生的激光照射在样本上，可在光束方向上于样本两端建立电势差VL，其大小与光功率成正比，称为光子牵引效应。
(四)俄歇效应（1925年法国人俄歇）
用高能光子或电子从原子内层打出电子，同时产生确定能量的电子（俄歇电子），使原子、分子称为高阶离子的现象称为俄歇效应。
应用：俄歇电子能谱仪用于表面分析，可辨别不同分子的“指纹”。
(五)光电流效应（1927年潘宁）
光电效应
放电管两级间有光致电压（电流）变化称为光电流效应。
（1）：低压气体可以放电（约100Pa的惰性气体）
（2）：空间电荷效应与辉光放电：
放电管中由阴极到阳极存在7个不同的区域：
1：阿斯顿暗区：靠近阴极很薄的一层暗区。原因：从阴极由正离子轰击出的二次电子动能很小，不足以激发原子发光。
2：阴极辉区：继阿斯顿暗区后很薄的发光层。
3：阴极暗区：电子从阴极达到该区，获能量越来越大，超过原子电离能，引起大量碰撞电离，雪崩电离过程集中发生在这里。产生电离后电子很快离开，这里形成了很强的正空间电荷，引起电场分布畸变，管压大部分降在此处和阴极间
以上三区为阴极位降区。
4：负辉区：是发光最强的区域。电子在负辉区产生许多激发碰撞发出明亮的辉光。
5：法拉第暗区：电子在负辉区损失能量，进入此区无足够的能量产生激发。
6：正柱区：在此区电子密度与正离子密度相等，净空间电荷为零，因此又称等离子区。
7：阳极区：可看到阳极暗区和阳极辉区。
应用：气体放电器件，如气体放电灯（荧光灯、霓虹灯、原子光谱灯、氖泡）、稳压管、冷阴极闸流管等。激光器中用正柱区实现粒子束反转，粒子束装置中冷阴极离子源，半导体工艺中等离子体刻蚀，薄膜溅射沉积，等离子体化学沉积等。
（3）：光电流效应机理：亚稳态（寿命约10^(-4)s到10^(-2)s）原子较中性原子易于电离，多产生一些激发原子，尤其是亚稳态原子，可能改变放电管中载流子浓度。
（4）：光电流光谱技术应用：光电流光谱无需常规光谱仪的光学系统，从紫外、可见、红外到微波都可产生光电流效应。光电流光谱有8个数量级的动态范围，灵敏度高、噪声小，是一种超灵敏的光谱技术。（1976年格林等用激光证实光电流光谱）
（5）：焦希效应：当用可见光连续辐照以空气或绝缘气体为介质的气体电容器时，流经电容器的低频电流将发生变化，称为焦希效应。
（6）：马尔特效应：当放电管阴极表面有金属氧化膜，正离子轰击表面时，二次电子发射作用增强，称为马尔特效应。
光电效应的应用编辑本段回目录
制造光电倍增管
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光控制电器
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| 光电效应 |
光电倍增管
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| 光电效应 |
农业病虫害防治
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| 光电效应 |
光电效应获奖编辑本段回目录
参考文献编辑本段回目录
1.《高中物理》
2.光电效应在技术中的应用
3.昆虫的生物光电效应与虫害治理应用-《现代生物医学进展》-2006年6卷4期 -70-72页
4.《半导体光电子学》
