爱因斯坦的光电效应理论是什么？

当光照射到某些物质上时，物质的电学性质发生变化，即光能转化为电能。这种光电变化现象统称为光电效应。这个现象是赫兹在1887年麦克斯韦电磁理论的实验研究中偶然发现的。1888年，德国物理学家霍尔瓦证实，这是由于放电间隙中出现了带电体。1899年，J·J·唐慕孙通过实验证实带电体是类似阴极射线的电子流。在1899—1902期间，Learnard对光电效应进行了系统的研究，并将其命名为光电效应。1905年，爱因斯坦在《关于光的产生和转化的一个启发性观点》一文中，用光量子理论全面解释了光电效应。1916年，美国科学家密立根通过精确的定量实验证明了爱因斯坦的理论解释，也证明了光量子理论。

光电效应

1905年，爱因斯坦提出光子假说，成功解释光电效应，因此获得1921年诺贝尔物理学奖。当光照射金属时，这种物质的电特性会发生变化。这种光电致变色现象统称为光电效应。光电效应可分为光电子发射、光电导效应和光伏效应。前一种现象发生在物体表面，也称为外光电效应。后两种现象发生在物体内部，称为内部光电效应。赫兹在1887年发现了光电效应，爱因斯坦第一个成功解释了光电效应(金属表面在光照射作用下发射电子的效应，发射的电子称为光电子)。只有当光的波长小于某个临界值时，才能发射电子，也就是极限波长，对应的光的频率称为极限频率。临界值取决于金属材料，发射电子的能量取决于光的波长，与光的强度无关，不能用光的涨落来解释。和光的波动也有矛盾，就是光电效应的瞬时性。根据涨落理论，如果入射光较弱，照射时间较长，金属中的电子可以积累足够的能量，飞出金属表面。但事实是，只要光的频率高于金属的极限频率，无论光的亮度强弱，光子的产生几乎是瞬间的，不超过十减九秒。正确的解释是，光必须由与波长相关的严格定义的能量单位(即光子或光量子)组成。在光电效应中，电子的发射方向不是完全定向的，而是大部分垂直于金属表面发射，与照射方向无关。光是电磁波，但光是高频振荡的正交电磁场，振幅很小，不会影响电子的发射方向。简介

光电效应可分为光电子发射、光电导效应和光伏效应。前一种现象发生在物体表面，也称为外光电效应。后两种现象发生在物体内部，称为内部光电效应。

赫兹在1887年发现了光电效应，爱因斯坦第一个解释成功。金属表面在光照射作用下发出的电子的效应称为光电子。只有当光的波长小于某个临界值时，才能发射电子，也就是极限波长，对应的光的频率称为极限频率。临界值取决于金属材料，发射电子的能量取决于光的频率，与光的强度无关，不能用光的涨落来解释。和光的波动也有矛盾，就是光电效应的瞬时性。根据涨落理论，如果入射光较弱，照射时间较长，金属中的电子可以积累足够的能量，飞出金属表面。但事实是，只要光的频率高于金属的极限频率，无论光的亮度强弱，光子的产生几乎是瞬间的，不超过十减九秒。正确的解释是，光必须由与波长相关的严格定义的能量单位(即光子或光量子)组成。

在光电效应中，电子的发射方向不是完全定向的，而是大部分垂直于金属表面发射，与照射方向无关。光是电磁波，但光是高频振荡的正交电磁场，振幅很小，不会影响电子的发射方向。

光电效应表明光具有粒子性。相应的，光的波动最典型的例子就是光的干涉和衍射。

只要光的频率超过一定的极限频率，光电子就会立即从光照射的金属表面逃逸，产生光电效应。当在金属外面加上一个闭合电路，加上一个正向电源，这些逃逸的光电子全部到达阳极，形成所谓的光电流。当入射光不变时，通过增加光电池两极的直流电压，提高光电子的动能，光电流会增大。但光电流不会无限增加，受光电子数的限制，存在一个最大值，就是饱和电流。因此，当入射光强度增加时，根据光子假说，入射光强度(即单位时间内通过单位垂直面积的光能)取决于单位时间内通过单位垂直面积的光子数，单位时间内通过金属表面的光子数也增加，因此光子与电子在金属中的碰撞次数也增加，因此单位时间内从金属表面逃逸的光电子数也增加，饱和电流也增加。