外光电效应

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外光电效应是指物质吸收光子并激发出自由电子的行为。當金屬表面在特定的光輻照作用下，金屬會吸收光子並發射電子，发射出来的电子叫做光电子。光的波長需小於某一臨界值（相等於光的频率高於某一臨界值）時方能發射電子，其臨界值即极限频率和极限波长。臨界值取決於金屬材料，而發射電子的能量取決於光的波長而非光的強度，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，只要光的频率高於金属的极限频率，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。正確的解釋是光必定是由與波長有關的嚴格規定的能量單位(即光子或光量子)所組成。這種解釋為愛因斯坦所提出。光電效應由德國物理學家赫茲於1887年發現，對發展量子理論及波粒二象性起了根本性的作用。

[编辑] 算式

在以愛因斯坦方式量化分析光電效應時使用以下算式：

光子能量 = 移出一個電子所需的能量 + 被發射的電子的動能

代數形式：

其中

• h是普朗克常數，
• f是入射光子的頻率，
• 是功函數，從原子鍵結中移出一個電子所需的最小能量，
• 是被射出的電子的最大動能，
• f₀是光電效應發生的閥值頻率，
• m是被發射電子的靜止質量，
• v_m是被發射電子的速度，

註：如果光子的能量（hf）不大於功函數（φ），就不會有電子射出。功函數有時又以W標記。

這個算式與觀察不符時（即沒有射出電子或電子動能小於預期），可能是因為系統沒有完全的效率，某些能量變成熱能或輻射而失去了。

[编辑] 参见

内光电效应