f是入射光子的頻率，
是功函數，從原子鍵結中移出壹個電子所需的最小能量，
是被射出的電子的最大動能，
f0是光電效應發生的閥值頻率，
m是被發射電子的靜止質量，
vm是被發射電子的速度，
註：如果光子的能量（hf）不大於功函數（φ），就不會有電子射出。功函數有時又以W標記。這個算式與觀察不符時（即沒有射出電子或電子動能小於預期），可能是因為系統沒有完全的效率，某些能量變成熱能或輻射而失去了。3. 光電效應的實驗愛因斯坦a．陰極(發射光電子的金屬材料)發射的光電子數和照射發光強度成正比。b．光電子脫出物體時的初速度和照射光的頻率有關而和發光強度無關。這就是說，光電子的初動能只和照射光的頻率有關而和發光強度無關。 c．僅當照射物體的光頻率不小於某個確定值時，物體才能發出光電子，這個頻率叫做極限頻率(或叫做截止頻率)，相應的波長λ。叫做紅限波長。不同物質的極限頻率”。和相應的紅限波長λ。是不同的。 幾種金屬材料的極限波長
壹些金屬的極限波長(埃)：
銫 鈉 鋅 銀 鉑
6520 5400 3720 2600 1960 d．從實驗知道，產生光電流的過程非常快，壹般不超過10的-9次方秒；停止用光照射，光電流也就立即停止。這表明，光電效應是瞬時的。 4. 光電效應的解釋-愛因斯坦方程光電效應根據愛因斯坦的理論，當光子照射到物體上時，它的能量可以被物體中的某個電子全部吸收。電子吸收光子的能量hυ後，能量增加，不需要積累能量的過程。如果電子吸收的能量hυ足夠大，能夠克服脫離原子所需要的能量(即電離能量)I和脫離物體表面時的逸出功(或叫做功函數)W，那麽電子就可以離開物體表面脫逸出來，成為光電子，這就是光電效應。 愛因斯坦方程 hυ=(1/2)mv^2+I+W 式中(1/2)mv^2是脫出物體的光電子的初動能。 金屬內部有大量的自由電子，這是金屬的特征，因而對於金屬來說，I項可以略去，愛因斯坦方程成為 hυ=(1/2)mv^2+W 假如hυ<W,電子就不能脫出>金屬的表面。對於壹定的金屬，產生光電效應的最小光頻率(極限頻率) υ0。由 hυ0=W確定。相應的極限波長為 λ0=C/υ0=hc/W。 發光強度增加使照射到物體上的光子的數量增加，因而發射的光電子數和照射光的強度成正比。 5. 光電效應的衍生(壹)反常光生伏特效應：
光生伏特效應壹般光生電壓不會超過Vg=Eg/e,但某些薄膜型半導體被強白光照射會出現比Vg高的多的光生電壓，稱反常光生伏特效應。（已觀察到5000V的光生電壓）
70年代又發現光鐵電體的反常光生伏特效應（APV）可產生1000V到100000V的電壓，且只出現在晶體自發極化方向上，
光生電壓：V=(Jc/(σD+△σl))l
(二)貝克勒爾效應：
將兩個同樣的電極浸在電解液中，其中壹個被光照射，則在兩電極間產生電位差，稱為貝克勒爾效應。
（有可能模仿光合作用制成高效率的太陽能電池） (三)光子牽引效應：
當壹束光子能量不足以引起電子-空穴產生的激光照射在樣本上，可在光束方向上於樣本兩端建立電勢差VL，其大小與光功率成正比，稱為光子牽引效應。 (四)俄歇效應（1925年法國人俄歇）
用高能光子或電子從原子內層打出電子，同時產生確定能量的電子（俄歇電子），使原子、分子稱為高階離子的現象稱為俄歇效應。
應用：俄歇電子能譜儀用於表面分析，可辨別不同分子的“指紋”。 光電效應(五)光電流效應（1927年潘寧）
放電管兩級間有光致電壓（電流）變化稱為光電流效應。
（1）：低壓氣體可以放電（約100Pa的惰性氣體）
（2）：空間電荷效應與輝光放電：
放電管中由陰極到陽極存在7個不同的區域：
1：阿斯頓暗區：靠近陰極很薄的壹層暗區。原因：從陰極由正離子轟擊出的二次電子動能很小，不足以激發原子發光。
2：陰極輝區：繼阿斯頓暗區後很薄的發光層。
3：陰極暗區：電子從陰極達到該區，獲能量越來越大，超過原子電離能，引起大量碰撞電離，雪崩電離過程集中發生在這裏。產生電離後電子很快離開，這裏形成了很強的正空間電荷，引起電場分布畸變，管壓大部分降在此處和陰極間
以上三區為陰極位降區。
4：負輝區：是發光最強的區域。電子在負輝區產生許多激發碰撞發出明亮的輝光。
5：法拉第暗區：電子在負輝區損失能量，進入此區無足夠的能量產生激發。
6：正柱區：在此區電子密度與正離子密度相等，凈空間電荷為零，因此又稱等離子區。
7：陽極區：可看到陽極暗區和陽極輝區。 應用：氣體放電器件，如氣體放電燈（熒光燈、霓虹燈、原子光譜燈、氖泡）、穩壓管、冷陰極閘流管等。激光器中用正柱區實現粒子束反轉，粒子束裝置中冷陰極離子源，半導體工藝中等離子體刻蝕，薄膜濺射沈積，等離子體化學沈積等。
（3）：光電流效應機理：亞穩態（壽命約10^(-4)s到10^(-2)s）原子較中性原子易於電離，多產生壹些激發原子，尤其是亞穩態原子，可能改變放電管中載流子濃度。
（4）：光電流光譜技術應用：光電流光譜無需常規光譜儀的光學系統，從紫外、可見、紅外到微波都可產生光電流效應。光電流光譜有8個數量級的動態範圍，靈敏度高、噪聲小，是壹種超靈敏的光譜技術。（1976年格林等用激光證實光電流光譜）
（5）：焦希效應：當用可見光連續輻照以空氣或絕緣氣體為介質的氣體電容器時，流經電容器的低頻電流將發生變化，稱為焦希效應。
（6）：馬爾特效應：當放電管陰極表面有金屬氧化膜，正離子轟擊表面時，二次電子發射作用增強，稱為馬爾特效應。
6. 光電效應的應用制造光電倍增管光電效應光電倍增管能將壹次次閃光轉換成壹個個放大了的電脈沖，然後送到電子線路去，記錄下來。算式在以愛因斯坦方式量化分析光電效應時使用以下算式： 光子能量 = 移出壹個電子所需的能量 + 被發射的電子的動能 代數形式： hf=φ+Em φ=hf0 Em=(1/2)mv^2 其中 h是普朗克常數，h = 6.63 ×10^-34 J·s， f是入射光子的頻率， φ是功函數，從原子鍵結中移出壹個電子所需的最小能量， f0是光電效應發生的閥值頻率， Em是被射出的電子的最大動能， m是被發射電子的靜止質量， v是被發射電子的速度， 註：如果光子的能量（hf）不大於功函數（φ），就不會有電子射出。功函數有時又以W標記。 這個算式與觀察不符時（即沒有射出電子或電子動能小於預期），可能是因為系統沒有完全的效率，某些能量變成熱能或輻射而失去了。 光控制電器 光電效應利用光電管制成的光控制電器，可以用於自動控制，如自動計數、自動報警、自動跟蹤等等，右上圖是光控繼電器的示意圖，它的工作原理是：當光照在光電管上時，光電管電路中產生電光流，經過放大器放大，使電磁鐵M磁化，而把銜鐵N吸住，當光電管上沒有光照時，光電管電路中沒有電流，電磁鐵M就自動控制，利用光電效應還可測量壹些轉動物體的轉速。 光電倍增管 光電效應利用光電效應還可以制造多種光電器件，如光電倍增管、電視攝像管、光電管、電光度計等，這裏介紹壹下光電倍增管。這種管子可以測量非常微弱的光。右下圖是光電倍增管的大致結構，它的管內除有壹個陰極K和壹個陽極A外，還有若幹個倍增電極K1、K2、K3、K4、K5等。使用時不但要在陰極和陽極之 間加上電壓，各倍增電極也要加上電壓，使陰極電勢最低，各個倍增電極的電勢依次升高，陽極電勢最高，這樣，相鄰兩個電極之間都有加速電場，當陰極受到光的照射時，就發射光電子，並在加速電場的作用下，以較大的動能撞擊到第壹個倍增電極上，光電子能從這個倍增電極上激發出較多的電子，這些電子在電場的作用下，又撞擊到第二個倍增電極上，從而激發出更多的電子，這樣，激發出的電子數不斷增加，最後後陽極收集到的電子數將比最初從陰極發射的電子數增加了很多倍（壹般為105～108倍）。因而，這種管子只要受到很微弱的光照， 就能產生很大電流，它在工程、天文、軍事等方面都有重要的作用。
農業病蟲害防治光電效應農業蟲害的治理需要依據為害昆蟲的特性提出與環境適宜、生態兼容的技術體系和關鍵技術。為害昆蟲表現了對敏感光源具有個體差異性和群體壹貫性的趨光性行為特征，並通過視覺神經信號響應和生理光子能量需求的方式呈現出生物光電效應的作用本質。利用昆蟲的這種趨性行為誘導增益特性，壹些光電誘導殺蟲燈技術以及害蟲誘導捕集技術廣泛地應用於農業蟲害的防治，具有良好的應用前景7. 光電效應獲獎愛因斯坦愛因斯坦因成功解釋了光電效應而獲得1921年諾貝爾物理學獎 。