使用者20196306533282021-05-21 17:51:11光電效應是物理學中一個重要而神奇的現象。在高於某特定頻率的電磁波（該頻率稱為極限頻率threshold frequency）照射下，某些物質內部的電子吸收能量後逸出而形成電流，即光生電。
光電現象由德國物理學家赫茲於1887年發現，而正確的解釋為愛因斯坦所提出。科學家們在研究光電效應的過程中，物理學者對光子的量子性質有了更加深入的瞭解，這對波粒二象性概念的提出有重大影響。
光照射到金屬上，引起物質的電性質發生變化。這類光變致電的現象被人們統稱為光電效應（Photoelectric effect）。光電效應分為光電子發射、光電導效應和阻擋層光電效應，又稱光生伏特效應。前一種現象發生在物體表面，又稱外光電效應（photoelectric emission）。後兩種現象發生在物體內部，稱為內光電效應。
按照粒子說，光是由一份一份不連續的光子組成，當某一光子照射到對光靈敏的物質（如硒）上時，它的能量可以被該物質中的某個電子全部吸收。電子吸收光子的能量後，動能立刻增加；如果動能增大到足以克服原子核對它的引力，就能在十億分之一秒時間內飛逸出金屬表面，成為光電子，形成光電流。單位時間內，入射光子的數量愈大，飛逸出的光電子就愈多，光電流也就愈強，這種由光能變成電能自動放電的現象，就叫光電效應。
赫茲於1887年發現光電效應，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射電子的效應，發射出來的電子叫做光電子）。光頻率大於某一臨界值時方能發射電子，即截止頻率，對應的光的頻率叫做極限頻率。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與光強度無關，這一點無法用光的波動性解釋。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，如果入射光較弱，照射的時間要長一些，金屬中的電子才能積累到足夠的能量，飛出金屬表面。可事實是，只要光的頻率高於金屬的極限頻率，光的亮度無論強弱，電子的產生都幾乎是瞬時的，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。
光電效應裡電子的射出方向不是完全定向的，只是大部分都垂直於金屬表面射出，與光照方向無關。光是電磁波，但是光是高頻震盪的正交電磁場，振幅很小，不會對電子射出方向產生影響。
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例子就是光的干涉和衍射。
只要光的頻率超過某一極限頻率，受光照射的金屬表面立即就會逸出光電子，發生光電效應。當在金屬外面加一個閉合電路，加上正向電源，這些逸出的光電子全部到達陽極便形成所謂的光電流。在入射光一定時，增大光電管兩極的正向電壓，提高光電子的動能，光電流會隨之增大。但光電流不會無限增大，要受到光電子數量的約束，有一個最大值，這個值就是飽和電流。所以，當入射光強度增大時，根據光子假設，入射光的強度（即單位時間內透過單位垂直面積的光能）決定於單位時間裡透過單位垂直面積的光子數，單位時間裡透過金屬表面的光子數也就增多，於是，光子與金屬中的電子碰撞次數也增多，因而單位時間裡從金屬表面逸出的光電子也增多，電流也隨之增大。
