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光电效应的实验装置如下图所示。光电管的阳A接高电位,阴K接低电位,则阳和阴之间有一加速电场,电场方向由A指向K。之间的电压由电压表V读出,电压的大小由电位器R给定。图中,G是灵敏电流计。实验指出,当阴没有受到光照射时,电路中几乎没有电流;当阴受到光照射时,电路中就立即有电流出现。光照多久,电流就维持多久;光照停止,电流也就消失。这就说明当光照射时,有电子从光电阴逸出。在加速电场作用下,电子飞向阳,从而在回路中形成光电流。
基于此效应的光电器件有光电池、太阳电池、光敏二管和光敏三管等。通过设计和制造工艺,使光电池工作在无外接电源下,则以光伏效应工作。光敏管工作在反向偏压下,则同时存在光导效应和光伏效应。它们输出的光电流与光照强度均具有线性关系。光电磁效应(简称PEM效应)半导体受强光照射,并在光照垂直方向外加磁场时,垂直于光和磁场的半导体两端面间产生电势的现象称为光电磁效应。它可以看成是光扩散电流的霍尔效应。
其中B是磁通量密度,v是电子的速度,q是电子电荷。在上图中,正式由于其中磁场使电荷的运动偏转。将扁平导电条放置在磁场中,并将导电条的左右两侧的附加触点连接到电压表。导电条的下端和上端连接到电源,由于磁通量的存在,移动的电子在偏转力的作用下向带的右侧移动。这导致右侧比左侧更负,因此存在电位差。该电压称为霍尔电压,其大小和方向取决于电流和磁场的大小和方向。霍尔电压为计算公式为: