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      光輻射電效應(yīng)是將光輻射信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的效應(yīng)，分光電效應(yīng)與熱電效應(yīng)兩大類(lèi)：光電效應(yīng)是光照射到物體上使物體發(fā)射電子、或?qū)щ娐拾l(fā)生變化、或產(chǎn)生光電動(dòng)勢(shì)等的一種效應(yīng);熱電效應(yīng)是物體吸收光輻射引起溫升而使物體電阻值變化、或產(chǎn)生溫差電動(dòng)勢(shì)、或釋放電荷等的一種效應(yīng)。下面分別討論。

 光電效應(yīng)

光電效應(yīng)可歸納為兩大類(lèi)。

     （1）物質(zhì)受到光照后向外發(fā)射電子的現(xiàn)象稱(chēng)為外光電效應(yīng)（或光電發(fā)射效應(yīng)），這種效應(yīng)多發(fā)生于金屬和金屬氧化物。

     （2）物質(zhì)受到光照后所產(chǎn)生的光電子只在物質(zhì)內(nèi)部運(yùn)動(dòng)，而不會(huì)逸出物質(zhì)外部的現(xiàn)象稱(chēng)為內(nèi)光電效應(yīng)，這種效應(yīng)多發(fā)生于半導(dǎo)體內(nèi)，它又可以分為光電導(dǎo)效應(yīng)和光生伏特效應(yīng)。

1.光電發(fā)射效應(yīng)

       當(dāng)被激發(fā)的電子能逸出光敏物質(zhì)的表面而在外電場(chǎng)作用下形成光電子流，這就是外光電效應(yīng)，也稱(chēng)為光電發(fā)射效應(yīng)。在光電器件中，光電管、光電倍增管和某些特種光電器件，都是建立在外光電效應(yīng)基礎(chǔ)上的。外光電效應(yīng)主要的基本定律和性質(zhì)如下。

     （1）斯托列托夫（Ctojietob）定律（光電發(fā)射第一定律）。當(dāng)入射光線的頻譜成分不變（同一波長(zhǎng)的單色光或者相同頻譜成分的光線）時(shí)，光電陰極的飽和光電發(fā)射電流Ik與被陰極所吸收的光通量Φk成正比。即

Ik=SkΦk                     (1-50)

式中，Sk是表征光電發(fā)射靈敏度的系數(shù)，即后面器件中稱(chēng)的光電陰極的靈敏度。這個(gè)關(guān)系非常重要，因?yàn)樗怯霉怆娞綔y(cè)器件進(jìn)行光度測(cè)量、光電轉(zhuǎn)換的一個(gè)最重要的依據(jù)。

     （2）愛(ài)因斯坦（Einstein）定律（光電發(fā)射第二定律）。發(fā)射出光電子的最大動(dòng)能隨入射光頻率的增高而線性地增大，而與入射光的光強(qiáng)無(wú)關(guān)，即光電子發(fā)射的能量關(guān)系符合愛(ài)因斯坦公式。,

式中，h為普朗克常數(shù)；V為入射光的頻率；me為光電子的質(zhì)量；υ表示出射光電子的速度：μo為光電陰極的逸出功。

       根據(jù)愛(ài)因斯坦提出的假說(shuō)，每個(gè)電子的逸出都是由于吸收了一個(gè)光量子能量的結(jié)果。而且一個(gè)光子的全部能量如都由輻射能轉(zhuǎn)變成光電子的能量。因此，光愈強(qiáng)，也就是作用于陰極表面的量子數(shù)愈多，這樣就會(huì)有較多的電子從陰極表面逸出。同時(shí)，入射光線的頻率愈高，也就是說(shuō)每個(gè)光子的能量愈大，陰極材料中處于最高能級(jí)的電子在取得這個(gè)能量，并克服位壘作用逸出界面之后，其具有的動(dòng)能也較大。

    （3）光電發(fā)射的紅限。在入射光線頻譜范圍內(nèi)，光電陰極存在著臨界波長(zhǎng)。當(dāng)光波波長(zhǎng)等于這個(gè)臨界波長(zhǎng)時(shí)，光電子剛剛能從陰極逸出。這個(gè)波長(zhǎng)通常稱(chēng)為光電發(fā)射的“紅限”，也稱(chēng)為光電發(fā)射的閾波長(zhǎng)（光電陰極的長(zhǎng)波閾馬）。顯然，在紅限處光電子的初速（即動(dòng)能）應(yīng)該為零。因此hv=<p0,臨界頻率vo=例曲，所以臨界波長(zhǎng)為

      最短波長(zhǎng)的可見(jiàn)光（380nm）在表面逸岀功（也稱(chēng)為功函數(shù)）不超過(guò)3.2eV的陰極材料中產(chǎn)生光電發(fā)射。而最長(zhǎng)波長(zhǎng)的可見(jiàn)光（780nm）則只有在功函數(shù)低于1.6eV的陰極材料中才會(huì)產(chǎn)生光電發(fā)射。 

     （4）光電發(fā)射的瞬時(shí)性。這是光電發(fā)射的一個(gè)重要特性，實(shí)驗(yàn)證明，光電發(fā)射的延遲時(shí)間不超過(guò)3x10¯¹³s的數(shù)量級(jí)。因此，實(shí)際上可以認(rèn)為光電發(fā)射是無(wú)慣性的，這就決定了外光電效應(yīng)器件具有很高的頻率響應(yīng)。

       以上的結(jié)論嚴(yán)格說(shuō)來(lái)是在溫度為絕對(duì)零度時(shí)才是正確的。因?yàn)殡S著溫度的增加，陰極材料內(nèi)電子的能量亦將提高，而有可能在原來(lái)的紅限以下即已逸岀表面。但是，在實(shí)際上由于溫度提高時(shí)這種具有很大能量的電子數(shù)目為數(shù)很少。在高溫場(chǎng)合實(shí)際測(cè)量光電發(fā)射時(shí)，因受儀器靈敏度的限制，愛(ài)因斯坦定律和紅限的結(jié)論，對(duì)大多數(shù)金屬來(lái)說(shuō)仍是正確的。

       最早的時(shí)候，認(rèn)為光電發(fā)射效應(yīng)只發(fā)生在陰極材料的表面，即陰極表面的單原子層或者離表面數(shù)十納米的距離內(nèi)。但在后來(lái)發(fā)現(xiàn)了靈敏度很高的陰極材料后，認(rèn)為光電發(fā)射不僅發(fā)生在物體的表面層，而且還深入到陰極材料的深層，通常稱(chēng)為光電發(fā)射的體積效應(yīng)。而前者則稱(chēng)為光電發(fā)射的表面效應(yīng)。

2.光電導(dǎo)效應(yīng)