光電子輻射——物理意義、規律和應用
光電子發射（或外光電效應）現像是海因里希赫茲於 1887 年在開腔實驗中通過實驗發現的。當赫茲將紫外線照射到鋅火花上時，電火花明顯更容易穿過鋅火花。
因此， 光電子輻射可以稱為在落在其上的電磁輻射的影響下從固體或液體物體在真空中（或在另一種介質中）發射電子的過程。 實踐中最重要的是固體的光電子發射——在真空中。
1.光譜成分恆定的電磁輻射落在光電陰極上會引起飽和光電流I，其值與陰極的輻照度成正比，即1秒內被擊出（發射）的光電子數與入射輻射的強度 F。
2.對於每種物質，根據其化學性質及其表面的某種狀態，這決定了來自給定物質的電子的功函數 Ф，存在光電子輻射的長波（紅色）極限，即, 最小頻率 v0，低於該頻率就不可能產生光電效應。
3. 光電子的最大初始速度由入射輻射的頻率決定，與其強度無關。換句話說，光電子的最大動能隨著入射輻射頻率的增加而線性增加，而不取決於該輻射的強度。
原則上，只有在絕對零溫度下才能嚴格滿足外部光電效應定律，而實際上，在 T > 0 K 時，也可以在比截止波長更長的波長下觀察到光電子發射，儘管有少量發射電子。在極高強度的入射輻射（超過 1 W / cm 2 ）下，這些定律也被違反，因為多光子過程的嚴重性變得明顯和重要。
物理上，光電子發射現像是三個連續的過程。
首先，入射光子被物質吸收，結果在物質內部出現一個能量高於體積平均值的電子。這個電子移動到身體的表面並且沿著它的部分能量被耗散，因為在這個過程中這樣的電子與其他電子和晶格的振動相互作用。最後，電子進入體外的真空或其他介質，穿過這兩種介質之間邊界處的勢壘。
與金屬的典型情況一樣，在光譜的可見光和紫外部分，光子被傳導電子吸收。對於半導體和電介質，電子從價帶被激發。無論如何，光電子發射的定量特徵是量子產率——Y——每個入射光子發射的電子數。
量子產率取決於物質的性質、其表面狀態以及入射光子的能量。
在金屬中，光電子發射的長波長極限是由其表面電子的功函數決定的，大多數清潔表面金屬的功函數在3eV以上，而鹼金屬的功函數為2～3eV。
出於這個原因，即使在光譜的可見區域中用光子照射時，也可以觀察到鹼金屬和鹼土金屬表面的光電子發射，而不僅僅是紫外線。而在普通金屬中，光電子發射只能從紫外線頻率開始。
這用於降低金屬的功函數：鹼金屬和鹼土金屬的薄膜（單原子層）沉積在普通金屬上，因此光電子發射的紅色極限轉移到較長波的區域。
金屬在近紫外和可見光區域的量子產率 Y 特性小於 0.001 電子/光子，因為與金屬的光吸收深度相比，光電子洩漏深度較小。大部分光電子甚至在接近金屬的出口邊界之前就耗散了能量，失去了任何出口的機會。
如果光子能量接近光發射閾值，那麼大多數電子將在低於真空能級的能量下被激發，它們將不會產生光發射電流。此外，近紫外和可見光區域的反射係數對於金屬來說太高，因此金屬根本不會吸收極小部分的輻射。在遠紫外區域，這些限制會降低，並且 Y 在光子能量高於 10 eV 時達到 0.01 電子/光子。
該圖顯示了純銅表面的光電發射量子產率的光譜依賴性：
金屬表面的污染會降低光電流並將紅色極限移至較長波長區域；同時，對於這些條件下的遠紫外區，Y可能會增加。
光電子輻射在將各種範圍的電磁信號轉換為電流和電壓的光電設備中得到應用。例如，使用基於光電子發射現象工作的設備，可以將不可見紅外信號中的圖像轉換為可見圖像。光電子輻射也有效 在光電管中, 各種電子-光學轉換器，光電倍增管，光敏電阻，光電二極管，電子束管等。
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