• Внутренний фотоэффект - вырывание электронов из атомов вещества (диэлектрика и полупроводника) под действием света и переход их из связанного состояния в свободное, в результате чего концентрация электронов проводимости и дырок в веществе увеличивается.
• Вентильный фотоэффект - возникновение ЭДС при освещении контакта двух разных полупроводников или контакта полупроводника и металла.
Закономерности возникновения фотоэффекта экспериментально были исследованы российским ученым Александром Столетовым (1839- 1896) в 1888-1890-х годах с помощью вакуумного фотоэлемента (b). Вакуумный фотоэлемент представляет собой стеклянный электровакуумный прибор, внутри которого находятся катод (К) и анод (А). Свет, падающий на катод, вырывает с его поверхности фотоэлектроны, часть которых, долетая до анода, создает между катодом и анодом фототок. Сила фототока измеряется миллиамперметром, а напряжение — вольтметром (см. b). В результате этих опытов была получена ВАХ фотоэлемента (c). Из графика видно, что если разность потенциалов между анодом и катодом положительна, то с увеличением напряжения сила тока растет, но достигая некоторого значения, называемого током насыщения(IН), перестает расти - это означает, что все образованные фотоэлектроны достигают анода.
Если разность потенциалов между катодом и анодом отрицательна (катод соединен к положительному полюсу, а анод к отрицательному полюсу источника) и по модулю больше так называемого задерживающего напряжения (Uз), сила фототока равна нулю. Это объясняется тем, что кинетическая энергия вырванных фотоэлектронов недостаточна для преодоления кулоновского отталкивания от отрицательно заряженного электрода. Использовав закон сохранения энергии и связь между напряжением и работой электрического поля, можно определить закономерную связь между максимальной кинетической энергией фотоэлектронов и задерживающим напряжением:
mυ2max
2
= eUз (1)
На основе многочисленных экспериментов были выяснены следующие законы фотоэффекта:
1. Число фотоэлектронов, вырванных светом с поверхности металла за одну секунду, прямо пропорционально поглощенной за это время энергии света (интенсивности излучения).
2. Максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов линейно растет с увеличением частоты падающего света и не зависит от интенсивности света (d).