外光電效應

光電效應
是指物體吸收了光能后轉換為該物體中某些電子的能量，從而產生的電效應。光電傳感器的工作原理基于光電效應。光電效應分為外光電效應和內光電效應兩大類

外光電效應
在光線的作用下，物體內的電子逸出物體表面向外發射的現象稱為外光電效應。向外發射的電子叫做光電子。基于外光電效應的光電器件有光電管、光電倍增管等。
光子是具有能量的粒子，每個光子的能量：E=hv

根據愛因斯坦假設，一個電子只能接受一個光子的能量，所以要使一個電子從物體表面逸出，必須使光子的能量大于該物體的表面逸出功，超過部分的能量表現為逸出電子的動能。外光電效應多發生于金屬和金屬氧化物，從光開始照射至金屬釋放電子所需時間不超過10^-9s。
根據能量守恒定理

式中 m—電子質量；v₀—電子逸出速度。
該方程稱為愛因斯坦光電效應方程。

光電子能否產生，取決于光電子的能量是否大于該物體的表面電子逸出功A0。不同的物質具有不同的逸出功，即每一個物體都有一個對應的光頻閾值，稱為紅限頻率或波長限。光線頻率低于紅限頻率，光子能量不足以使物體內的電子逸出，因而小于紅限頻率的入射光，光強再大也不會產生光電子發射；反之，入射光頻率高于紅限頻率，即使光線微弱，也會有光電子射出。
當入射光的頻譜成分不變時，產生的光電流與光強成正比。即光強愈大，意味著入射光子數目越多，逸出的電子數也就越多。
光電子逸出物體表面具有初始動能mv02 /2 ，因此外光電效應器件（如光電管）即使沒有加陽極電壓，也會有光電子產生。為了使光電流為零，必須加負的截止電壓，而且截止電壓與入射光的頻率成正比。