Фотоэлектрическим эффектом или фотоэффектом называется испускание электронов веществом под действием света

При облучении вещества светом электроны получают энергию не непрерывно, а порциями (квантами). Энергия каждой порции равна E=hʋ (1) Эти порции энергии света были названы фотонами.

Чем больше интенсивность света определенной частоты, тем больше фотонов с определенной энергией падает на поверхность вещества в единицу времени и, следовательно, больше выбивается электронов.

Если энергии одного фотона недостаточно, чтобы выбить электрон, то фотоэффекта не будет, сколько бы таких фотонов ни падало на вещество. Следовательно, действительно должна существовать «красная граница» фотоэффекта.

Назовем наименьшую энергию, необходимую для освобождения электрона из данного вещества, работой выхода Ав. Тогда для электрона, которому достаточно для освобождения именно этой энергии и который поглотил фотон с энергией hʋ, можно записать hʋ=Aвых+Ekmax (2)

где – максимально возможная кинетическая энергия выбитых электронов при данной энергии поглощенного фотона hʋ и работе выхода Ав. Эта формула является, по сути, законом сохранения энергии и называется уравнением Эйнштейна для фотоэффекта.

Так как началу фотоэффекта соответствует очевидное условие Ekmax=0, из уравнения Эйнштейна следует выражение для красной границы фотоэффекта ʋ₀=Aвых\h (3).

Выражая из (2) максимальную кинетическую энергию электрона, получаем, что она действительно пропорциональна частоте света и не зависит от интенсивности светового потока: Ekmax=hʋ-Aвых

Вторичная электронная эмиссия обусловлена ударами электронов о поверхность тела. При этом ударяющие электроны называются первичными. Они проникают в поверхностный слой и отдают свою энергию электронам данного вещества. Некоторые из последних, получив значительную энергию, могут выйти из тела. Такие электроны называются вторичными. Вторичная эмиссия обычно возникает при энергии первичных электронов 10—15 эВ и выше. Если энергия первичного электрона достаточно велика, то он может выбить несколько вторичных электронов.

Вторичная эмиссия характеризуется коэффициентом вторичной эмиссии а, который равен отношению числа вторичных электронов n₂ к числу первичных n₁:

σ = n₂/n₁.

Коэффициент σ зависит от вещества тела, структуры его поверхности, энергии первичных электронов, угла их падения и некоторых других факторов. Вторичная эмиссия наблюдается также у полупроводников и диэлектриков. У полупроводников и диэлектриков больше, чем у металлов. Это объясняется тем, что в металлах, где концентрация электронов проводимости велика, вторичные электроны, часто сталкиваясь с ними, теряют свою энергию и не могут выйти из металла. В полупроводниках и диэлектриках же из-за малой концентрации электронов проводимости столкновения вторичных электронов с ними происходят гораздо реже и вероятность выхода вторичных электронов из эмиттера возрастает в несколько раз.

Автоэлектронная эмиссия - испускание электронов проводящими твердыми и жидкими телами под действием сильного внешнего электрического поля.

Возникновение автоэлектронной эмиссии объясняется тем, что сильное электрическое поле у катода изменяет потенциальный барьер на поверхности металла. Это изменение сводится, во-первых, к понижению высоты барьера ( уменьшению работы выхода) и, во-вторых, к уменьшению толщины барьера. Оба эти обстоятельства приводят к увеличению вероятности прохождения электронов через поверхностный потенциальный барьер. Если деформация потенциального барьера достаточно велика, то уже при низкой температуре заметная доля электронов проводимости оказывается в состоянии выйти из металла, и тогда возникает автоэлектронная эмиссия.