變光電效應(yīng)

變光電效應(yīng)：當(dāng)亮度變化的光照射在由光致電極化材料等構(gòu)成的光電結(jié)構(gòu)體上時(shí)，在其結(jié)構(gòu)的向光和背光兩面間就會(huì)產(chǎn)生與光亮變化相應(yīng)的交流電。該現(xiàn)象是在2007年被發(fā)現(xiàn)的，其詳細(xì)闡述請(qǐng)參照2010年《太陽(yáng)能》第三期《變光電效應(yīng)的試驗(yàn)驗(yàn)證及應(yīng)用前景展望》

光照射到某些物質(zhì)上，引起物質(zhì)的電性質(zhì)發(fā)生變化。這類光致電變的現(xiàn)象被人們統(tǒng)稱為光電效應(yīng)。

金屬表面在光輻照作用下發(fā)射電子的效應(yīng)，發(fā)射出來的電子叫做光電子。光波長(zhǎng)小于某一臨界值時(shí)方能發(fā)射電子，即極限波長(zhǎng)，對(duì)應(yīng)的光的頻率叫做極限頻率。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(zhǎng)而與光強(qiáng)度無關(guān)，這一點(diǎn)無法用光的波動(dòng)性解釋。還有一點(diǎn)與光的波動(dòng)性相矛盾，即光電效應(yīng)的瞬時(shí)性，按波動(dòng)性理論，如果入射光較弱，照射的時(shí)間要長(zhǎng)一些，金屬中的電子才能積累住足夠的能量，飛出金屬表面?？墒聦?shí)是，只要光的頻率高于金屬的極限頻率，光的亮度無論強(qiáng)弱，光子的產(chǎn)生都幾乎是瞬時(shí)的，不超過十的負(fù)九次方秒。正確的解釋是光必定是由與波長(zhǎng)有關(guān)的嚴(yán)格規(guī)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(yīng)由德國(guó)物理學(xué)家赫茲于1887年發(fā)現(xiàn)，對(duì)發(fā)展量子理論起了根本性作用，在光的照射下，使物體中的電子脫出的現(xiàn)象叫做光電效應(yīng)(Photoelectric effect)。 光電效應(yīng)分為光電子發(fā)射、光電導(dǎo)效應(yīng)和光生伏打效應(yīng)。前一種現(xiàn)象發(fā)生在物體表面，又稱外光電效應(yīng)。后兩種現(xiàn)象發(fā)生在物體內(nèi)部，稱為內(nèi)光電效應(yīng)。

光電效應(yīng)里，電子的射出方向不是完全定向的，只是大部分都垂直于金屬表面射出，與光照方向無關(guān) ,光是電磁波，但是光是高頻震蕩的正交電磁場(chǎng)，振幅很小，不會(huì)對(duì)電子射出方向產(chǎn)生影響.

光電效應(yīng)（Photoelectric Effect）是指光束照射物體時(shí)會(huì)使其發(fā)射出電子的物理效應(yīng)。發(fā)射出來的電子稱為“光電子”。

1887年，德國(guó)物理學(xué)者海因里?！ず掌澃l(fā)現(xiàn)，紫外線照射到金屬電極上，可以幫助產(chǎn)生電火花。1905年，阿爾伯特·愛因斯坦發(fā)表論文《關(guān)于光產(chǎn)生和轉(zhuǎn)變的一個(gè)啟發(fā)性觀點(diǎn)》，給出了光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的理論解釋。愛因斯坦主張，光的能量并非均勻分布，而是負(fù)載于離散的光量子（光子），而這光子的能量和其所組成的光的頻率有關(guān)。這個(gè)突破性的理論不但能夠解釋光電效應(yīng)，也推動(dòng)了量子力學(xué)的誕生。由于“他對(duì)理論物理學(xué)的成就，特別是光電效應(yīng)定律的發(fā)現(xiàn)”，愛因斯坦獲頒1921年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。

在研究光電效應(yīng)的過程中，物理學(xué)者對(duì)光子的量子性質(zhì)有了更加深入的了解，這對(duì)波粒二象性概念的提出有重大影響。除了光電效應(yīng)以外，在其它現(xiàn)象里，光子束也會(huì)影響電子的運(yùn)動(dòng)，包括光電導(dǎo)效應(yīng)、光伏效應(yīng)、光電化學(xué)效應(yīng)（photoelectrochemical effect）。

根據(jù)波粒二象性，光電效應(yīng)也可以用波動(dòng)概念來分析，完全不需用到光子概念。威利斯·蘭姆與馬蘭·斯考立（Marlan Scully）于1969年使用半經(jīng)典方法證明光電效應(yīng)，這方法將電子的行為量子化，又將光視為純粹經(jīng)典電磁波，完全不考慮光是由光子組成的概念。 2100433B

光電導(dǎo)效應(yīng)：當(dāng)入射光子射入到半導(dǎo)體表面時(shí)，半導(dǎo)體吸收入射光子產(chǎn)生電子空穴對(duì)，使其自生電導(dǎo)增大。

光生伏特效應(yīng)：當(dāng)一定波長(zhǎng)的光照射非均勻半導(dǎo)體（如PN結(jié)），在自建場(chǎng)的作用下，半導(dǎo)體內(nèi)部產(chǎn)生光電壓。

光照射到半導(dǎo)體或絕緣體的表面時(shí)，使物體內(nèi)部的受束縛電子受到激發(fā)，從而使物體的導(dǎo)電性能改變。這就稱為內(nèi)光電效應(yīng)。顯然照射的輻射通量愈大，則被激發(fā)的電子數(shù)愈多，該物體的電阻值就變的愈小 。

光導(dǎo)管（又稱光敏電阻）就是利用內(nèi)光電效應(yīng)制成的半導(dǎo)體器件。像硫化鎘、硫化鉛、硫化銦、硒化鎘、硒化鉛的那個(gè)均是半導(dǎo)體光導(dǎo)管。光導(dǎo)管的優(yōu)點(diǎn)是體積小、牢固耐用。它主要用于光譜儀器的光接收器、光電控制、激光接收和遠(yuǎn)距離探測(cè)等方面。