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光照射到金属上，造成物质的电性质发生变化。这类光变致电的现象被人们也称为光电效应()。光电效应分为光电子发射、光浊度效应和抵挡层光电效应，又称光生伏特效应。前一种现象发生在物体表面，又称外光电效应。后两种现象发生在物体内部，称为内光电效应。赫兹于1887年发觉光电效应，爱因斯坦第一个成功的解释了光电效应(金属表面在光辐照作用下发射电子的效应，发射下来的电子称作光电子)。光波长大于某一临界值时方能发射电子，即极限波长，对应的光的频度称作极限频度。临界值取决于金属材料，而发射电子的能量取决于光的波长而与光硬度无关，这一点难以用光的波动性解释。还有一点与光的波动性相矛盾，即光电效应的瞬时性，按波动性理论，假若入射光较弱，照射的时间要长一些，金属中的电子能够积累住足够的能量，飞出金属表面。可事实是，只要光的频度低于金属的极限频度，光的照度无论强弱，光子的形成都几乎是瞬时的，不超过十的负九次方秒。正确的解释是光必将是由与波长有关的严格规定的能量单位(即光子或光量子)所组成。
光电效应里电子的射出方向不是完全定向的，只是大部份都垂直于金属表面射出，与光照方向无关。光是电磁波，而且光是高频回落的正交电磁场，振幅很小，不会对电子射出方向形成影响。
光电效应说明了光具有粒子性。相对应的，光具有波动性最典型的反例就是光的干涉和衍射。
只要光的频度超过某一极限频度光电效应，受光照射的金属表面立刻都会逸出光电子光电效应，发生光电效应。当在金属外边加一个闭合电路，加上正向电源，这种逸出的光电子全部抵达阳极便产生所谓的光电流。在入射光一定时，减小光电管两极的正向电流，提高光电子的动能，光电流会急剧减小。但光电流不会无限减小，要遭到光电子数目的约束，有一个最大值，这个值就是饱和电压。所以，当入射光硬度减小时，按照光子假定，入射光的硬度(即单位时间内通过单位垂直面积的光能)决定于单位时间里通过单位垂直面积的光子数，单位时间里通过金属表面的光子数也就增多，于是，光子与金属中的电子碰撞次数也增多，因此单位时间里从金属表面逸出的光电子也增多，饱和电压也急剧减小。
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