外光电效应及其爱因斯坦方程 erklärt

在光照下，物体内的电子逸出物体表面向外发射的现象称为外光电效应，向外发射的电子叫光电子。

众所周知，光子是具有能量的粒子，每个光子具有的能量为

式中　h——普朗克常数，h＝6.626×10－34J·s；

ν——光的频率（s－1）。

物体中的电子吸收入射光子的能量，当足以克服材料的逸出功A0时，电子就逸出物体表面而产生光电子发射。如果电子要逸出，所吸收的光子能量hν必须大于等于逸出功A0，超出部分的能量表现为逸出的光电子的动能。根据能量守恒原理得

式中　m——电子质量；

v0——电子逸出速度。(www.xing528.com)

该方程称为爱因斯坦光电效应方程，由此可知：

①光电子能否产生，取决于光子的能量是否大于该物体的表面电子逸出功A0。不同的物质具有不同的逸出功，因此，对某一特定物质将对应有一个光频率阈值，称为红限频率（ν0）或红限波长（λ0）。当入射光频率低于红限频率，且ν＜ν0时，光子能量不足以使物体内的电子逸出，这时无论入射光光强多大，也不会产生光电子发射；反之，当ν＞ν0时，即使光线微弱，也会有光电子发射。其中

式中，c为光速c＝3×108m/s。

②当入射光的频谱成分不变时，产生的光电流与光强成正比，即光强越大，意味着入射的光子数目越多，逸出的电子数也越多。

③光电子逸出物体表面具有初始动能，因此，对于外光电效应器件，即使未加阳极电压，也会有光电流产生。为使光电流为零，必须加负的截止电压，其大小与入射光频率成正比。

④外光电效应从光照到发射光电子几乎瞬间发生，时间。