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光照射到金屬上，造成物質(zhì)的電性質(zhì)發(fā)生變化。這類光變致電的現(xiàn)象被人們也稱為光電效應()。光電效應分為光電子發(fā)射、光濁度效應和抵擋層光電效應，又稱光生伏特效應。前一種現(xiàn)象發(fā)生在物體表面，又稱外光電效應。后兩種現(xiàn)象發(fā)生在物體內(nèi)部，稱為內(nèi)光電效應。赫茲于1887年發(fā)覺光電效應，愛因斯坦第一個成功的解釋了光電效應(金屬表面在光輻照作用下發(fā)射電子的效應，發(fā)射下來的電子稱作光電子)。光波長大于某一臨界值時方能發(fā)射電子，即極限波長，對應的光的頻度稱作極限頻度。臨界值取決于金屬材料，而發(fā)射電子的能量取決于光的波長而與光硬度無關，這一點難以用光的波動性解釋。還有一點與光的波動性相矛盾，即光電效應的瞬時性，按波動性理論，假若入射光較弱，照射的時間要長一些，金屬中的電子能夠積累住足夠的能量，飛出金屬表面。可事實是，只要光的頻度低于金屬的極限頻度，光的照度無論強弱，光子的形成都幾乎是瞬時的，不超過十的負九次方秒。正確的解釋是光必將是由與波長有關的嚴格規(guī)定的能量單位(即光子或光量子)所組成。
光電效應里電子的射出方向不是完全定向的，只是大部份都垂直于金屬表面射出，與光照方向無關。光是電磁波，而且光是高頻回落的正交電磁場，振幅很小，不會對電子射出方向形成影響。
光電效應說明了光具有粒子性。相對應的，光具有波動性最典型的反例就是光的干涉和衍射。
只要光的頻度超過某一極限頻度光電效應，受光照射的金屬表面立刻都會逸出光電子光電效應，發(fā)生光電效應。當在金屬外邊加一個閉合電路，加上正向電源，這種逸出的光電子全部抵達陽極便產(chǎn)生所謂的光電流。在入射光一定時，減小光電管兩極的正向電流，提高光電子的動能，光電流會急劇減小。但光電流不會無限減小，要遭到光電子數(shù)目的約束，有一個最大值，這個值就是飽和電壓。所以，當入射光硬度減小時，按照光子假定，入射光的硬度(即單位時間內(nèi)通過單位垂直面積的光能)決定于單位時間里通過單位垂直面積的光子數(shù)，單位時間里通過金屬表面的光子數(shù)也就增多，于是，光子與金屬中的電子碰撞次數(shù)也增多，因此單位時間里從金屬表面逸出的光電子也增多，飽和電壓也急劇減小。
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