外光电效应是指物质吸收光子并激发出自由电子的行为。

中文名

外光电效应

外文名

photoelectric emission

应用领域

物理

方程

hν=φ+E；hν>φ

对象

金属表面

性质

电磁辐射被物体吸收主要过程之一

应用

真空光电管、光电摄像管等

概述

当金属表面在特定的光辐照作用下，金属会吸收光子并发射电子，发射出来的电子叫做光电子。光的波长需小于某一临界值（相等于光的频率高于某一临界值）时方能发射电子，其临界值即极限频率和极限波长。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非光的强度，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。可事实是，只要光的频率高于金属的极限频率，光的亮度无论强弱，电子的产生都几乎是瞬时的，不超过十的负九次方秒。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所提出。光电效应由德国物理学家赫兹于1887年发现，对发展量子理论及波粒二象性起了根本性的作用。

方程

在以爱因斯坦方式量化分析光电效应时使用以下方程：

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：

其中

h是普朗克常数，ν是入射光子的频率， w是功函数，从原子键结中移出一个电子所需的最小能量，E 是被射出的电子的最大动能，ν0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（hν）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。

这个方程与观察不符时（即没有射出电子或电子动能小于预期），可能是因为某些能量以热能或辐射的形式散失了。

光学器件

光电管，光电倍增管等