這本質(zhì)上就是不同金屬原子所帶有的電子數(shù)量是不同的。實(shí)驗(yàn)表明：①阻遏電壓或最大初始動(dòng)能與光強(qiáng)無(wú)關(guān)。②阻遏電壓V0與頻率v成線性關(guān)系為V0=k（v-v0），式中K為直線斜率，為普適常數(shù)。上式可寫成Em=ekv-ekv0。③只有當(dāng)入射光頻率v≥v0時(shí)才能產(chǎn)生光電子，v0稱為截止頻率（或 頻率的紅限）。不同陰極材料有不同的截止頻率。④從光照開始到光電子逸出所需時(shí)間稱為光電效應(yīng)的弛豫時(shí)間，一般不超過10-9秒。光電效應(yīng) 物體內(nèi)部的導(dǎo)電電子因吸收輻射而發(fā)生運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變，從而導(dǎo)致電學(xué)特性改變的現(xiàn)象。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)。光電子發(fā)射 物體受光照射時(shí),其中的電子吸收足夠的光能而從表面發(fā)射出來。這一現(xiàn)象是H.R.赫茲于1887年發(fā)現(xiàn)的，1905年A.愛因斯坦用量子論予以正確的解釋。光的能量不是連續(xù)的，它只能以一定的分量起作用，這個(gè)分量稱為量子（也稱光子）。每個(gè)量子的能量等于hv。其中h為普朗克常數(shù);v為輻射頻率。當(dāng)頻率為v的光照射固體時(shí)，愛因斯坦理論認(rèn)為發(fā)射電子的能量E為E=1/2mv×v=hv-p式中mv2/2為光電子的動(dòng)能；p為由媒質(zhì)所確定的常數(shù)。此式從紫外直到紅外波段范圍都取得了驗(yàn)證。光的頻率或波長(zhǎng)決定電子的最大動(dòng)能。增加光強(qiáng)只增加光電子數(shù)，其動(dòng)能不會(huì)增加，并且只有當(dāng)量子的能量hv超過一個(gè)閾值p時(shí)才有電子反射出來。一個(gè)電子離開發(fā)射面時(shí),所失去的能量也就是p。p＝qΦ。其中Φ稱為所討論材料的功函數(shù),取決于發(fā)射表面的材料；q為電子電荷。因此，要得到長(zhǎng)波響應(yīng)的光電子發(fā)射效應(yīng)，光陰極（電子發(fā)射表面）必須具有低的功函數(shù)。光電導(dǎo)效應(yīng) 輻射照射物體時(shí),由于物體內(nèi)部的導(dǎo)電電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變而發(fā)生電導(dǎo)率改變的現(xiàn)象。1873年，有人在實(shí)驗(yàn)電路中發(fā)現(xiàn)硒由于光照而電阻減小的現(xiàn)象。除高電導(dǎo)率的金屬外，大多數(shù)的半導(dǎo)體和絕緣體都存在這種效應(yīng)。在半導(dǎo)體中，電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)按能量可分為導(dǎo)帶和價(jià)帶。導(dǎo)帶中的電子能在整個(gè)物體中自由運(yùn)動(dòng)，傳導(dǎo)電流。價(jià)帶中的電子雖然也在運(yùn)動(dòng)，但整個(gè)說來，不能傳導(dǎo)電流。但是，如果叢纖某一運(yùn)動(dòng)狀態(tài)芹彎缺少電子，則這個(gè)缺少電子的狀態(tài)稱之為空穴，它能在整個(gè)物體中自由運(yùn)動(dòng)，好象是一個(gè)帶正電荷的粒子在傳導(dǎo)電流。因而在半導(dǎo)體中，只有導(dǎo)帶中的電子和價(jià)帶中的空穴能傳導(dǎo)電流，稱為載流子。當(dāng)輻射照射半導(dǎo)體時(shí)，只要它的光子能量足夠大，就能把價(jià)帶中的電子激發(fā)到導(dǎo)帶。這樣，導(dǎo)帶中就增加自由電子，價(jià)帶增加空穴，引起電導(dǎo)率的增加，增加的部分就稱為光電導(dǎo)。也可能有這樣的情況：入射的光子把雜質(zhì)中的電子激發(fā)到導(dǎo)帶中去成為自由電子；或者把價(jià)帶中的電子激發(fā)到雜質(zhì)上去，使價(jià)帶中增加空穴。這兩種過程都產(chǎn)生光電導(dǎo)。不論哪一種光電導(dǎo)，都有一個(gè)激活過程。光子的能量hv＝hc/λ（c為光速,λ為波長(zhǎng)）,必須大于產(chǎn)生載流子所需的能量墹E，即hc/λ≥墹E，墹E取決于半導(dǎo)體能帶結(jié)構(gòu)或雜質(zhì)的特性。因此，對(duì)于任一個(gè)半導(dǎo)體，光電導(dǎo)的產(chǎn)生有一定的波長(zhǎng)范圍,只有當(dāng)λ≤hc/墹E時(shí)才能產(chǎn)生光電導(dǎo)。把h、c的值代入，用適當(dāng)?shù)膯挝豢蓪懗?λc(μm)＝1.24/墹E (eV)λc 又稱為光電導(dǎo)的長(zhǎng)波限。光電導(dǎo)的另一個(gè)重要因素是載流子的壽命。電子或空穴在傳導(dǎo)電流的過程中，可能碰到一些雜質(zhì)或符號(hào)相反的載流子，由于復(fù)合而消失。載流子只有在它們產(chǎn)生之后和消失之前這段時(shí)間內(nèi)能夠傳導(dǎo)電流。這段時(shí)間的平均值稱為載流子壽命。其值越大，光電導(dǎo)就越大。不同的半導(dǎo)體，甚至同一品種而其制備工藝不同的半導(dǎo)體，其中載流子壽命之值可以相差很大。光生伏打效應(yīng) 半導(dǎo)體PN結(jié)受輻射照射時(shí)，結(jié)的兩側(cè)產(chǎn)生電勢(shì)差的現(xiàn)象。1839年,法國(guó)物理學(xué)家A.-E.貝克勒耳在浸沒在電解液中的兩片電極間發(fā)現(xiàn)了這種效應(yīng)。1887年，有人又在硒和金屬接觸面觀察到這種效應(yīng)。20世紀(jì)50年代末期，半導(dǎo)體物理學(xué)的發(fā)展使這一效應(yīng)得到充分的研究和應(yīng)用。在一塊半導(dǎo)體中，制造出以電子導(dǎo)電的N型和以空穴導(dǎo)電的P型兩個(gè)相連接的區(qū)，即所謂PN結(jié)。P區(qū)與N區(qū)的交界處有一勢(shì)壘存在，那里有相當(dāng)強(qiáng)的內(nèi)電場(chǎng)。當(dāng)具有足夠能量的入射光子在勢(shì)壘附近激發(fā)出自由電子-空穴對(duì)時(shí),勢(shì)壘的電場(chǎng)使電子-空穴對(duì)分開,電子移向N型區(qū)，空穴進(jìn)入P型區(qū)。N區(qū)就帶負(fù)電，而P區(qū)帶正電。兩區(qū)之間就有電勢(shì)差，稱為光生電動(dòng)勢(shì)或光生伏打，如果用導(dǎo)線把兩端連接起來，電路中就有電流通過。要獲得大的光生伏打效應(yīng),勢(shì)壘處的電場(chǎng)要大,光生載流子的產(chǎn)生要盡可能靠近勢(shì)壘。或者說，光生載流子的壽命要足夠長(zhǎng)，在它產(chǎn)生之后有足夠的時(shí)間通過擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)進(jìn)入勢(shì)壘區(qū)后被內(nèi)電場(chǎng)分開，對(duì)光生電壓作出貢獻(xiàn)。光生伏打效應(yīng)與光電導(dǎo)效應(yīng)都能用來制作輻射探測(cè)器。兩者相比，前者的響應(yīng)時(shí)間較短。光電效應(yīng)是電視攝像機(jī)攝像管、照相光度計(jì)、望遠(yuǎn)鏡像增強(qiáng)器、太陽(yáng)電池和其他光電器件的工作基礎(chǔ)。光電子發(fā)射只能用于紫外、可見光或近紅外區(qū)。根據(jù)光電導(dǎo)效應(yīng)和光生伏打效應(yīng)，可能制成響應(yīng)各種紅外波段乃至短毫米波的探測(cè)器。