为什么不利用外光电效应原理来发电？

光电效应现象是赫兹(即认为麦克斯韦是吹牛但证明电磁波存在的人)在1886年12月证实电磁波存在时偶然发现的。赫兹发现，当光(事实上，光的频率需要下降)撞击金属板时，电子会从金属板中逸出，这就是传说中的光电效应现象。

然而，赫兹直到1905年才从理论上解释了这一现象的原因，当时一位具有超强战斗力的爱因斯坦给出了一个完美的解释。爱因斯坦先生这样解释了光电效应现象。光的能量是一个接一个的，这被称为“光的量子”。当某一频率的光量子(光子频率与其能量之间的数学关系)撞击金属板时，金属板表面的电子趁机“借东风”从金属板表面逃逸。如果我们在金属板的两端连接电线和小灯泡，我们会看到这个小灯泡在一定频率的光照射下会发光。为什么小灯泡会发光？因为已经说过，金属板中被一定频率的光照射的移动电子会逃逸。在我们连接导线之后，这就相当于为电子提供了一个逃逸通道。因此，电线中电子的定向运动形成电流，小灯泡自然发光。这很神奇吗？！

据估计，太阳仍有大约50亿年的寿命，2利用光电效应原理来发电是很好的。然后问题出现了:当我们从北到南穿过大河时，为什么我们没有看到地球上的人利用外部光电效应原理来发电？通过数据分析，波长在380到780纳米之间的光波被称为可见光，照射到地球上的太阳光属于可见光。可见光的频率不高，因此可见光的能量不高，这使得金属板中的电子在吸收如此低能量的光子后难以逃逸。上述“特定频率的照明”在光电效应现象中起着重要作用。让我们来看看在可见光照射下，哪些更常见的金属板电子可以逃逸3:

从表中不难看出(最常见的铁不在这个范围内)。在可见光的照射下，电子从碱金属铯、钾和钠中逸出。让我们看看这三种碱金属的化学性质。对于桌子上的这些金属，当它遇到水时，会发生剧烈的化学反应并放出大量的热量。此外，它们的市场价格相当昂贵，远远超过水力发电的成本。

似乎很少有金属能在可见光的照射下产生光电效应。即使碱金属能产生光电效应，它们也不能使用，因为它们的化学性质太活泼，放在露天太危险(爆炸或火灾等)。)。

参考:

1.蒋、。爱因斯坦和光电效应[。首都师范大学学报(自然科学版)，2005，26(4):32；

2.金瑞敏。太阳能电池的原理和应用[。北京:北京大学出版社，2012:1。

3.姚。光学课程[硕士]。北京:高等教育出版社，2013(第4版):313。