姚荣辉 张锐
关键词： 光电效应， LED ，显指数（CRI）
摘要：传统的光电效应试验一般用卤钨灯作为光源，这种光源虽然频带较宽，但是容易老化，后期使用效果很差，现改为先进的高显led光源，使用寿命长，发光效率较高，实验中可用频谱与原来卤钨灯相差不大。
物理实验中常设实验内容有光电效应实验，一般采用卤钨灯做光源，近年led光源兴起，已经有大量的高显指数光源面世，因此在实验室LED光源使用作为升级和替代成为可能。
高显的led，比如说手术室用的或者在商场高档展品用的，光谱要尽可能接近太阳光，还原真实。led灯的显指数是指led光源对于物体颜呈现的程度称为显性。对LED灯来讲，一般三基的LED显指数高，而蓝光芯片加黄荧光粉的显指数就没有三基的高。
一般来说，光源的光谱成分越接近阳光显性就会越好，因为光谱各波段含量相对均衡，经
过物体反射后的光才会准确“表达”，如果光谱曲线波动很大，那么就会有些波段偏少有些波段偏多，那么经过物体反射出来的光就会表达“不准确”。在实际产品中，卤素灯的光谱最接近阳光，但鉴于它发光效率低、高耗电、发热量大、易破损、寿命短等弊端，已经逐渐被淘汰了。
通过上图可以看到这种光源的频宽已经和传统的白炽灯差距不大，因此可以尝试替代。
显指数(CRI)衡量的是光源准确再现其所照射物体颜的能力。CRI值在90分以上被认为是优秀，而低于80分通常被认为是不好的。CRI尝试通过测量光源照射下各种物体颜的
铜包铝漆包线
uicc一般准确性来描述这一现象。
显指数越低，肉眼看来颜越失真。虽然LED是单光，但是可以通过调整化合物中成分的比例几乎可以获得任何颜的光，因此可以组合这不同颜的LED来获得全光谱的灯，但是这种方法实现起来比较难。使用优质芯片（OSRAM、日亚、CREE）的产品显性可超过80甚至达到95且具有很长的寿命，缺点是目前国标未定，市场上产品异常混乱，大多数厂家使用劣质芯片导致显性不足50，且由于使用的驱动电器较差导致LED芯片供电有差异，出现芯片阵列亮度差和闪烁等问题。因此实验用原件的选择要仔细调研，确保实际效果是可靠的。
光电效应是物理学中一个重要的现象。在高于某特定频率的电磁波（该频率称为极限频率threshold frequency）照射下，某些物质内部的电子吸收能量后逸出而形成电流，即光生电。 光照射到金属上，引起物质的表面电性质发生变化。这类光变致电的现象被统称为光电效应（Photoelectric effect）。光电效应分为光电子发射、光电导效应和阻挡层光电效应，又称光生伏特效应。前一种现象发生在物体表面，又称外光电效应（photoelectric emission）
。后两种现象发生在物体内部，称为内光电效应。
按照粒子说，光是由一份一份不连续的光子组成，当某一光子照射到对光灵敏的物质(如硒)上时，它的能量可以被该物质中的某个电子全部吸收。电子吸收光子的能量后，动能立刻增加,如果动能增大到足以克服原子核对它的引力，就能在十亿分之一秒时间内飞逸出金属表面，成为光电子，形成光电流。单位时间内，入射光子的数量愈大，飞逸出的光电子就愈多，光电流也就愈强，这种由光能变成电能自动放电的现象，就叫光电效应。
玩具滑翔机制作赫兹于1887年发现光电效应，爱因斯坦第一个成功的解释了光电效应（金属表面在光辐照作用下发射电子的效应，发射出来的电子叫做光电子）。光频率大于某一临界值时方能发射电子，即截止频率，对应的光的频率叫做极限频率。临界值取决于金属材料，而发射电子的能量取决于光的波长而与光强度无关，这一点无法用光的波动性解释。还有一点与光的波动性相矛盾，即光电效应的瞬时性，按波动性理论，如果入射光较弱，照射的时间要长一些，金属中的电子才能积累到足够的能量，飞出金属表面。可事实是，只要光的频率高于金属的极限频率，光的亮度无论强弱，电子的产生都几乎是瞬时的，不超过十的负九次方秒。正确的解释是光必定是由与波长有关的严格规定的能量单位(即光子或光量子)所组成。
光电效应里电子的射出方向不是完全定向的，只是大部分都垂直于金属表面射出，与光照方向无关。光是电磁波，但是光是高频震荡的正交电磁场，振幅很小，不会对电子射出方向产生影响。
光电效应说明了光具有粒子性。相对应的，光具有波动性最典型的例子就是光的干涉和衍射。
只要光的频率超过某一极限频率，受光照射的金属表面立即就会逸出光电子，发生光电效应。当在金属外面加一个闭合电路，加上正向电源，这些逸出的光电子全部到达阳极便形成所谓的光电流。在入射光一定时，增大光电管两极的正向电压，提高光电子的动能，光电流会随之增大。但光电流不会无限增大，要受到光电子数量的约束，有一个最大值，这
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个值就是饱和电流。所以，当入射光强度增大时，根据光子假设，入射光的强度（即单位时间内通过单位垂直面积的光能）决定于单位时间里通过单位垂直面积的光子数，单位时间里通过金属表面的光子数也就增多，于是，光子与金属中的电子碰撞次数也增多，因而单位时间里从金属表面逸出的光电子也增多，电流也随之增大。
实际测试中使用在光电效应实验仪器上，取得了清晰的实验线条，表明这一改造设想是可行的。
工程塑料改性技术参考文献：
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