海因里希赫茲實驗裝置

A. 無線電波是怎樣研究出來的

赫茲在柏林大學隨赫爾姆霍茲學物理時，受赫爾姆霍茲之鼓勵研究麥克斯韋電磁理論，當時德國物理界深信韋伯的電力與磁力可瞬時傳送的理論。因此赫茲就決定以實驗來證實韋伯與麥克斯韋理論誰的正確。依照麥克斯韋理論，電擾動能輻射電磁波。赫茲根據電容器經由電火花隙會產生振盪原理，設計了一套電磁波發生器，赫茲將一感應線圈的兩端接於產生器二銅棒上。當感應線圈的電流突然中斷時，其感應高電壓使電火花隙之間產生火花。瞬間後，電荷便經由電火花隙在鋅板間振盪，頻率高達數百萬周赫茲。由麥克斯韋理論，此火花應產生電磁波，於是赫茲設計了一簡單的檢波器來探測此電磁波。他將一小段導線彎成圓形，線的兩端點間留有小電火花隙。因電磁波應在此小線圈上產生感應電壓，而使電火花隙產生火花。所以他坐在一暗室內，檢波器距振盪器10米遠，結果他發現檢波器的電火花隙間確有小火花產生。赫茲在暗室遠端的牆壁上覆有可反射電波的鋅板，入射波與反射波重疊應產生駐波，他也以檢波器在距振盪器不同距離處偵測加以證實。赫茲先求出振盪器的頻率，又以檢波器量得駐波的波長，二者乘積即電磁波的傳播速度。正如麥克斯韋預測的一樣。電磁波傳播的速度等於光速。1888年，赫茲的實驗成功了，而麥克斯韋理論也因此獲得了無上的光彩。赫茲在實驗時曾指出，電磁波可以被反射、折射和如同可見光、熱波一樣的被偏振。由他的振盪器所發出的電磁波是平面偏振波，其電場平行於振盪器的導線，而磁場垂直於電場，且兩者均垂直傳播方向。1889年在一次著名的演說中，赫茲明確的指出，光是一種電磁現象。第一次以電磁波傳遞訊息是1896年義大利的馬可尼開始的。1901年，馬可尼又成功的將訊號送到大西洋彼岸的美國。20世紀無線電通訊更有了異常驚人的發展。赫茲實驗不僅證實麥克斯韋的電磁理論，更為無線電、電視和雷達的發展找到了途徑。隨著邁克爾遜在1881年進行的實驗和海因里希·魯道夫·赫茲1887年的邁克爾遜-莫雷實驗推翻了光以太的存在，赫茲改寫了麥克斯韋方程組，將新的發現納入其中。通過實驗，他證明電信號象詹姆士·麥克斯韋和邁克爾·法拉第預言的那樣可以穿越空氣，這一理論是發明無線電的基礎。

B. 誰預言了電磁波 誰驗證了電磁波的存在

電磁波首先由詹姆斯·麥克斯韋於1865年預測出來，而後由德國物理學家海因里希·赫茲於1887年至1888年間在實驗中證實存在。

麥克斯韋推導出電磁波方程，一種波動方程，這清楚地顯示出電場和磁場的波動本質。因為電磁波方程預測的電磁波速度與光速的測量值相等，麥克斯韋推論光波也是電磁波。

(2)海因里希赫茲實驗裝置擴展閱讀：

1885年德國物理學家海因里希·赫茲獲得卡爾斯魯厄大學正教授資格，並在那裡發現電磁波。1885年，吉爾大學准備晉升赫茲為副教授，但他不願獲得一個純理論物理學家的職位。

正在此時，卡爾斯魯厄工業大學准備給予赫茲物理學教授職位。考慮到該大學有較好的物理研究所，於是他便來到了卡爾斯魯厄大學。起初赫茲在卡爾斯魯厄感到有些孤獨，並對自己未來的研究沒有把握。但在隨後的時間里，赫茲完成了兩件大事。

1886年7月，在經過三個月的求婚之後，赫茲與一位同事的女兒伊利莎白·多爾(Elisabeth Doll)完婚。隨後，赫茲著手並最終完成了那個給他帶來世界性聲譽的電磁波實驗。

參考資料來源：

網路-電磁波

網路-海因里希·魯道夫·赫茲

C. 赫茲什麼時候推出的

1.赫茲 (1857-1894)
赫茲,德國物理學家,生於漢堡.早在少年時代就被光學和力學實驗所吸引.十九歲入德累斯頓工學院學工程,由於對自然科學的愛好,次年轉入柏林大學,在物理學教授亥姆霍茲指導下學習.1885年任卡爾魯厄大學物理學教授.1889年,接替克勞修斯擔任波恩大學物理學教授,直到逝世.
赫茲對人類最偉大的貢獻是用實驗證實了電磁波的存在.
赫茲在柏林大學隨赫爾姆霍茲學物理時,受赫爾姆霍茲之鼓勵研究麥克斯韋電磁理論,當時德國物理界深信韋伯的電力與磁力可瞬時傳送的理論.因此赫茲就決定以實驗來證實韋伯與麥克斯韋理論誰的正確.依照麥克斯韋理論,電擾動能輻射電磁波.赫茲根據電容器經由電火花隙會產生振盪原理,設計了一套電磁波發生器,赫茲將一感應線圈的兩端接於產生器二銅棒上.當感應線圈的電流突然中斷時,其感應高電壓使電火花隙之間產生火花.瞬間後,電荷便經由電火花隙在鋅板間振盪,頻率高達數百萬周.由麥克斯韋理論,此火花應產生電磁波,於是赫茲設計了一簡單的檢波器來探測此電磁波.他將一小段導線彎成圓形,線的兩端點間留有小電火花隙.因電磁波應在此小線圈上產生感應電壓,而使電火花隙產生火花.所以他坐在一暗室內,檢波器距振盪器10米遠,結果他發現檢波器的電火花隙間確有小火花產生.赫茲在暗室遠端的牆壁上覆有可反射電波的鋅板,入射波與反射波重疊應產生駐波,他也以檢波器在距振盪器不同距離處偵測加以證實.赫茲先求出振盪器的頻率,又以檢波器量得駐波的波長,二者乘積即電磁波的傳播速度.正如麥克斯韋預測的一樣.電磁波傳播的速度等於光速.1888年,赫茲的實驗成功了,而麥克斯韋理論也因此獲得了無上的光彩.赫茲在實驗時曾指出,電磁波可以被反射、折射和如同可見光、熱波一樣的被偏振.由他的振盪器所發出的電磁波是平面偏振波,其電場平行於振盪器的導線,而磁場垂直於電場,且兩者均垂直傳播方向.1889年在一次著名的演說中,赫茲明確的指出,光是一種電磁現象.第一次以電磁波傳遞訊息是1896年義大利的馬可尼開始的.1901年,馬可尼又成功的將訊號送到大西洋彼岸的美國.20世紀無線電通訊更有了異常驚人的發展.赫茲實驗不僅證實麥克斯韋的電磁理論,更為無線電、電視和雷達的發展找到了途徑.
1887年11月5日,赫茲在寄給亥姆霍茲一篇題為《論在絕緣體中電過程引起的感應現象》的論文中,總結了這個重要發現.接著,赫茲還通過實驗確認了電磁波是橫波,具有與光類似的特性,如反射、折射、衍射等,並且實驗了兩列電磁波的干涉,同時證實了在直線傳播時,電磁波的傳播速度與光速相同,從而全面驗證了麥克斯韋的電磁理論的正確性.並且進一步完善了麥克斯韋方程組,使它更加優美、對稱,得出了麥克斯韋方程組的現代形式.此外,赫茲又做了一系列實驗.他研究了紫外光對火花放電的影響,發現了光電效應,即在光的照射下物體會釋放出電子的現象.這一發現,後來成了愛因斯坦建立光量子理論的基礎.
1888年1月,赫茲將這些成果總結在《論動電效應的傳播速度》一文中.赫茲實驗公布後,轟動了全世界的科學界.由法拉第開創,麥克斯韋總結的電磁理論,至此才取得決定性的勝利.
1888年,成了近代科學史上的一座里程碑.赫茲的發現具有劃時代的意義,它不僅證實了麥克斯韋發現的真理,更重要的是開創了無線電電子技術的新紀元.
赫茲對人類文明作出了很大貢獻,正當人們對他寄以更大期望時,他卻於1894年元旦因血中毒逝世,年僅36歲.為了紀念他的功績,人們用他的名字來命名各種波動頻率的單位,簡稱「赫」.
赫茲也是是國際單位制中頻率的單位,它是每秒中的周期性變動重復次數的計量.赫茲的名字來自於德國物理學家海因里希·魯道夫·赫茲.其符號是Hz.

D. 海因里希·魯道夫·赫茲的介紹

海因里希·魯道夫·赫茲（Heinrich
Rudolf
Hertz，1857年（丁巳年）2月22日－1894年（甲午年）1月1日），德國物理學家，於1888年首先證實了電磁波的存在。並對電磁學有很大的貢獻，故頻率的國際單位制單位赫茲以他的名字命名。

E. 海因里希魯道夫·赫茲有哪些著作

主要貢獻：
1.赫茲實驗
赫茲對人類文明作出了很大貢獻，正當人們對他寄以更大期望時，他卻於1894年元旦因血中毒逝世，年僅36歲。為了紀念他的功績，人們用他的名字來命名各種波動頻率的單位，簡稱「赫」。赫茲也是是國際單位制中頻率的單位，它是每秒中的周期性變動重復次數的計量。赫茲的名字來自於德國物理學家海因里希·魯道夫·赫茲。其符號是Hz。電（電壓或電流），有直流和交流之分。在通信應用中，用作信號傳輸的一般都是交流電。呈正弦變化的交流電信號，隨著時間的變化，其幅度時正、時負，以一定的能量和速度向前傳播。通常，我們把上述正弦波幅度在1秒鍾內的重復變化次數稱為信號的「頻率」，用f表示；而把信號波形變化一次所需的時間稱作「周期」，用T表示，以秒為單位。波行進一個周期所經過的距離稱為「波長」，用λ表示，以米為單位。f、T和λ存在如下關系： f=1/T ，v=λ.f ，其中，v是電磁波的傳播速度，等於3x10^8米/秒。頻率的單位是赫茲，簡稱赫，以符號Hz表示。
赫茲（H·Hertz）是德國著名的物理學家，1887年，是他通過實驗證實了電磁波的存在。後人為了紀念他，把「赫茲」定為頻率的單位。常用的頻率單位還有千赫（KHz）、兆赫（MHz）、吉赫（GHz）等。在載帶信息的電信號中，有時會包含多種頻率成分；將所有這些成分在頻率軸上的位置標示出來，並表示出每種成分在功率或電壓上的大小，這就是信號的「頻譜」。它所佔據的頻率范圍就叫做信號的頻帶范圍。例如，在電話通信中，話音信號的頻率范圍是300～3400赫；在調頻(FM）廣播中，聲音的頻率范圍是40赫～15千赫，電視廣播信號的頻率范圍是0～4.2兆赫等。
2.波動方程
海因里希·魯道夫·赫茲（Heinrich Rudolf Hertz）在1886年至1888年間首先通過試驗驗證了麥克斯韋爾的理論。他證明了無線電輻射具有波的所有特性，並發現電磁場方程可以用偏微分方程表達，通常稱為波動方程。1887年11月5日，赫茲在寄給亥姆霍茲一篇題為《論在絕緣體中電過程引起的感應現象》的論文中，總結了這個重要發現。接著，赫茲還通過實驗確認了電磁波是橫波，具有與光類似的特性，如反射、折射、衍射等，並且實驗了兩列電磁波的干涉，同時證實了在直線傳播時，電磁波的傳播速度與光速相同，從而全面驗證了麥克斯韋的電磁理論的正確性。並且進一步完善了麥克斯韋方程組，使它更加優美、對稱，得出了麥克斯韋方程組的現代形式。此外，赫茲又做了一系列實驗。
赫茲
他研究了紫外光對火花放電的影響，發現了光電效應，即在光的照射下物體會釋放出電子的現象。這一發現，後來成了愛因斯坦建立光量子理論的基礎。1888年1月，赫茲將這些成果總結在《論動電效應的傳播速度》一文中。赫茲實驗公布後，轟動了全世界的科學界。由法拉第開創，麥克斯韋總結的電磁理論，至此才取得決定性的勝利。1888年，成了近代科學史上的一座里程碑。赫茲的發現具有劃時代的意義，它不僅證實了麥克斯韋發現的真理，更重要的是開創了無線電電子技術的新紀元。隨著邁克爾遜在1881年進行的實驗和1887年的邁克爾遜-莫雷實驗推翻了光以太的存在，赫茲改寫了麥克斯韋方程組，將新的發現納入其中。通過實驗，他證明電信號象詹姆士·麥克斯韋和邁克爾·法拉第預言的那樣可以穿越空氣，這一理論是發明無線電的基礎。他注意到帶電物體當被紫外光照射時會很快失去它的電荷，發現了光電效應，後來由阿爾伯特·愛因斯坦給予解釋。
3.光電效應
出了麥克斯韋方程組的現代形式。此外，赫茲又做了一系列實驗。
赫茲
他研究了紫外光對火花放電的影響，發現了光電效應，即在光的照射下物體會釋放出電子的現象。這一發現，後來成了愛因斯坦建立光量子理論的基礎。1888年1月，赫茲將這些成果總結在《論動電效應的傳播速度》一文中。赫茲實驗公布後，轟動了全世界的科學界。由法拉第開創，麥克斯韋總結的電磁理論，至此才取得決定性的勝利。1888年，成了近代科學史上的一座里程碑。赫茲的發現具有劃時代的意義，它不僅證實了麥克斯韋發現的真理，更重要的是開創了無線電電子技術的新紀元。隨著邁克爾遜在1881年進行的實驗和1887年的邁克爾遜-莫雷實驗推翻了光以太的存在，赫茲改寫了麥克斯韋方程組，將新的發現納入其中。通過實驗，他證明電信號象詹姆士·麥克斯韋和邁克爾·法拉第預言的那樣可以穿越空氣，這一理論是發明無線電的基礎。他注意到帶電物體當被紫外光照射時會很快失去它的電荷，發現了光電效應，後來由阿爾伯特·愛因斯坦給予解釋。
光電效應
出了麥克斯韋方程組的現代形式。此外，赫茲又做了一系列實驗。
赫茲
他研究了紫外光對火花放電的影響，發現了光電效應，即在光的照射下物體會釋放出電子的現象。這一發現，後來成了愛因斯坦建立光量子理論的基礎。1888年1月，赫茲將這些成果總結在《論動電效應的傳播速度》一文中。赫茲實驗公布後，轟動了全世界的科學界。由法拉第開創，麥克斯韋總結的電磁理論，至此才取得決定性的勝利。1888年，成了近代科學史上的一座里程碑。赫茲的發現具有劃時代的意義，它不僅證實了麥克斯韋發現的真理，更重要的是開創了無線電電子技術的新紀元。隨著邁克爾遜在1881年進行的實驗和1887年的邁克爾遜-莫雷實驗推翻了光以太的存在，赫茲改寫了麥克斯韋方程組，將新的發現納入其中。通過實驗，他證明電信號象詹姆士·麥克斯韋和邁克爾·法拉第預言的那樣可以穿越空氣，這一理論是發明無線電的基礎。他注意到帶電物體當被紫外光照射時會很快失去它的電荷，發現了光電效應，後來由阿爾伯特·愛因斯坦給予解釋。
3.光電效應
光照射到某些物質上，引起物質的電性質發生變化。這類光致電變的現象被人們統稱為光電效應。金屬表面在光輻照作用下發射電子的效應，發射出來的電子叫做光電子。光波長小於某一臨界值時方能發射電子，即極限波長，對應的光的頻率叫做極限頻率。臨界值取決於金屬材料，而發射電子的能量取決於光的波長而與光強度無關，這一點無法用光的波動性解釋。還有一點與光的波動性相矛盾，即光電效應的瞬時性，按波動性理論，如果入射光較弱，照射的時間要長一些，金屬中的電子才能積累住足夠的能量，飛出金屬表面。可事實是，只要光的頻率高於金屬的極限頻率，光的亮度無論強弱，光子的產生都幾乎是瞬時的，不超過十的負九次方秒。正確的解釋是光必定是由與波長有關的嚴格規定的能量單位（即光子或光量子）所組成。這種解釋為愛因斯坦所提出。光電效應由德國物理學家赫茲於1887年發現，對發展量子理論起了根本性作用，在光的照射下，使物體中的電子脫出的現象叫做光電效應（Photoelectric effect）。光電效應分為光電子發射、光電導效應和光生伏打效應。前一種現象發生在物體表面，又稱外光電效應。後兩種現象發生在物體內部，稱為內光電效應。光電效應里，電子的射出方向不是完全定向的，只是大部分都垂直於金屬表面射出，與光照方向無關，光是電磁波，但是光是高頻震盪的正交電磁場，振幅很小，不會對電子射出方向產生影響。hυ=(1/2)mv^2+I+W 式中（1/2)mv^2是脫出物體的光電子的初動能。金屬內部有大量的自由電子，這是金屬的特徵，因而對於金屬來說，I項可以略去，愛因斯坦方程成為 hυ=(1/2)mv^2+W 假如hυ<W，電子就不能脫出金屬的表面。對於一定的金屬，產生光電效 應的最小光頻率（極限頻率） υ0。由 hυ0=W確定。相應的極限波長為 λ0=C/υ0=hc/W。發光強度增加使照射到物體上的光子的數量增加，因而發射的光電子數和照射光的強度成正比。③利用光電效應可製造光電倍增管。光電倍增管能將一次次閃光轉換成一個個放大了的電脈沖，然後送到電子線路去，記錄下來。算式在以愛因斯坦方式量化分析光電效應時使用以下算式：光子能量= 移出一個電子所需的能量 + 被發射的電子的動能 代數形式：hf=φ+Em φ=hf0 Em=(1/2)mv^2 其中 h是普朗克常數，h = 6.63 ×10^-34 J·s，f是入射光子的頻率，φ是功函數，從原子鍵結中移出一個電子所需的最小能量，f0是光電效應發生的閥值頻率，Em是被射出的電子的最大動能，m是被發射電子的靜止質量，v是被發射電子的速度，如果光子的能量（hf）不大於功函數（φ），就不會有電子射出。功函數有時又以W標記。這個算式與觀察不符時（即沒有射出電子或電子動能小於預期），可能是因為系統沒有完全的效率，某些能量變成熱能或輻射而失去了。愛因斯坦因成功解釋了光電效應而獲得1921年諾貝爾物理學獎。
4.接觸力學
接觸力學是研究相互接觸的物體之間如何變形的一門學科。赫茲1882年發表了關於接觸力學的著名文章「關於彈性固體的接觸(On the contact of elastic solids)」，赫茲進行這方面研究的初衷是為了理解外力如何導致材料光學性質的改變。為了發展他的理論，赫茲用一個玻璃球放置在一個棱鏡上，他首先觀察到這個系統形成了橢圓形的牛頓環，以此實驗觀察，赫茲假設玻璃球對棱鏡施加的壓力也為橢圓分布。隨後他根據壓力分布計算了玻璃球導致的棱鏡的位移並反算出牛頓環，以此再和實驗觀察對比以檢驗理論的正確性。最後赫茲的到了接觸應力和法向載入力，接觸體的曲率半徑，以及彈性模量之間的關系。赫茲的方程是研究疲勞，摩擦以及任何有接觸體之間相互作用的基本方程。
赫茲接觸理論的主要缺點是沒有考慮兩個接觸體之間的結合力。這一問題在1971年 K. L. Johnson K. Kendall 和 A. D. Roberts解決，他們提出了最後以三人名字命名的JKR接觸理論。JKR理論中他們考慮了材料的表面能效應，由於表面能的存在，相互接觸的固體之間將引進一個結合力，最後根據能量平衡的原理，他們得到一個方程描述接觸應力分布，接觸體曲率半徑，彈性模量以及材料表面能之間的關系。在JKR模型中，當表面能為零時，方程自然過渡到赫茲方程。推導JKR模型的前提之一是，認為兩個接觸體的所有相互作用均發生在接觸半徑之內，後來證明如果採用不同的假設會得到不同的結論。1975年，B.V.Derjaguin, V. M. Muller and Y. P. Toporov等人假設接觸體之間相互作用可以發生在接觸半徑之外，據此假設提出了所謂的DMT模型試圖考慮結合力的影響。根據JKR和DMT模型，會的到不同的（pull-off)分離力（分開兩個接觸體所需要的最大作用力）,這一不同的結果曾引起很多爭論，最後Muller等人指出JKR和DMT模型各有各的應用范圍：JKR模型對大顆粒，高表面能，低彈性模量的材料描述較好。而DMT模型則相反。
而赫茲的主要貢獻是用實驗證明了電磁波的存在，並測出電磁波傳播的速度跟光速相同，還進一步觀察到電磁波具有聚焦、直進性、反射、折射和偏振等性質。為物理的發展作出了重要貢獻。

F. 海因里希•赫茲是什麼時候發現光電效應的是否從此時算無線電被發明

一八八五年三月，赫茲轉到德國西南部邊境的卡爾斯魯爾(Karlsruhe)技術學院，擔任物理系教授。又開始裝配他的電學實驗室，並且在上課時示範電學實驗。他說：『我不相信一個人只由理論，就可以知道實際。小學校的實驗經費少得可憐，他卻一點一滴

G. 光電效應的研究歷史

光電效應首先由德國物理學家海因里希·赫茲於1887年發現，對發展量子理論及提出波粒二象性的設想起到了根本性的作用。菲利普·萊納德用實驗發現了光電效應的重要規律。阿爾伯特·愛因斯坦則提出了正確的理論機制。 1839年，年僅十九歲的亞歷山大·貝克勒爾（Alexandre Becquerel），在協助父親研究將光波照射到電解池（electrolytic cell）所產生的效應時，發現了光生伏打效應。雖然這不是光學效應，但對於揭示物質的電性質與光波之間的密切關系有很大的作用。威勒畢·史密斯（Willoughby Smith）於1873年在進行與水下電纜相關的一項任務，測試硒圓柱高電阻性質時，發現其具有光電導性，即照射光束於硒圓柱會促使其電導增加。
海因里希·赫茲
1887年，德國物理學者海因里希·赫茲做實驗觀察到光電效應、電磁波的發射與接收。在赫茲的發射器里有一個火花間隙（spark gap），可以借著製造火花來生成與發射電磁波。在接收器里有一個線圈與一個火花間隙，每當線圈偵測到電磁波，火花間隙就會出現火花。由於火花不很明亮，為了更容易觀察到火花，他將整個接收器置入一個不透明的盒子內。他注意到最大火花長度因此減小。為了理清原因，他將盒子一部分一部分拆掉，發現位於接收器火花與發射器火花之間的不透明板造成了這屏蔽現象。假若改用玻璃來分隔，也會造成這屏蔽現象，而石英則不會。經過用石英棱鏡按照波長將光波分解，仔細分析每個波長的光波所表現出的屏蔽行為，他發現是紫外線造成了光電效應。赫茲將這些實驗結果發表於《物理年鑒》，他沒有對該效應做進一步的研究。
紫外線入射於火花間隙會幫助產生火花，這個發現立刻引起了物理學者們的好奇心，其中包括威廉·霍爾伐克士（Wilhelm Hallwachs）、奧古斯圖·里吉（Augusto Righi）、亞歷山大·史托勒托夫（Aleksandr Stoletov）等等。他們進行了一系列關於光波對於帶電物體所產生效應的研究調查，特別是紫外線。這些研究調查證實，剛剛清潔干凈的鋅金屬表面，假若帶有負電荷，不論數量有多少，當被紫外線照射時，會快速地失去這負電荷；假若電中性的鋅金屬被紫外線照射，則會很快地變為帶有正電荷，而電子會逃逸到金屬周圍的氣體中，假若吹拂強風於金屬，則可以大幅度增加帶有的正電荷數量。
約翰·艾斯特（Johann elster）和漢斯·蓋特爾（Hans Geitel），首先發展出第一個實用的光電真空管，能夠用來量度輻照度。艾斯特和蓋特爾將其用於研究光波照射到帶電物體產生的效應，獲得了巨大成果。他們將各種金屬依光電效應放電能力從大到小順序排列：銣、鉀、鈉鉀合金、鈉、鋰、鎂、鉈、鋅。對於銅、鉑、鉛、鐵、鎘、碳、汞，普通光波造成的光電效應很小，無法測量到任何效應。上述金屬排列順序與亞歷山德羅·伏打的電化學排列相同，越具正電性的金屬給出的光電效應越大。
湯姆孫量度粒子荷質比的光電效應實驗裝置。
當時研究「赫茲效應」的各種實驗還伴隨著「光電疲勞」的現象，讓研究變得更加復雜。光電疲勞指的是從干凈金屬表面觀察到的光電效應逐漸衰微的現象。根據霍爾伐克士的研究結果，在這現象里，臭氧扮演了很重要的角色。可是，其它因素，例如氧化、濕度、拋光模式等等，都必須納入考量。
1888至1891年間，史托勒托夫完成了很多關於光電效應的實驗與分析。他設計出一套實驗裝置，特別適合於定量分析光電效應。藉助此實驗裝置，他發現了輻照度與感應光電流的直接比例。另外，史托勒托夫和里吉還共同研究了光電流與氣壓之間的關系，他們發現氣壓越低，光電流變越大，直到最優氣壓為止；低於這最優氣壓，則氣壓越低，光電流變越小。
約瑟夫·湯姆孫於1897年4月30日在大不列顛皇家研究院（Royal Institution of Great Britain）的演講中表示，通過觀察在克魯克斯管里的陰極射線所造成的螢光輻照度，他發現陰極射線在空氣中透射的能力遠超一般原子尺寸的粒子。因此，他主張陰極射線是由帶負電荷的粒子組成，後來稱為電子。此後不久，通過觀察陰極射線因電場與磁場作用而產生的偏轉，他測得了陰極射線粒子的荷質比。1899年，他用紫外線照射鋅金屬，又測得發射粒子的荷質比為7.3×10emu/g，與先前實驗中測得的陰極射線粒子的數值7.8×10emu/g大致符合。他因此正確推斷這兩種粒子是同一種粒子，即電子。他還測出這粒子所載有的負電荷 。從這兩個數據，他成功計算出了電子的質量：大約是氫離子質量的千分之一。電子是當時所知質量最小的粒子。 匈牙利物理學家菲利普·萊納德
菲利普·萊納德於1900年發現紫外線會促使氣體發生電離作用。由於這效應廣泛發生於好幾厘米寬區域的空氣，並且製造出很多大顆的正離子與小顆的負離子，這現象很自然地被詮釋為光電效應發生於在氣體中的固體粒子或液體粒子，湯姆孫就是如此詮釋這現象。1902年，萊納德又發布了幾個關於光電效應的重要實驗結果。第一，借著變化紫外光源與陰極之間的距離，他發現，從陰極發射的光電子數量每單位時間與入射的輻照度成正比。第二，使用不同的物質為陰極材料，可以顯示出，每一種物質所發射出的光電子都有其特定的最大動能（最大速度），換句話說，光電子的最大動能於光波的光譜組成有關。第三，借著調整陰極與陽極之間的電壓差，他觀察到，光電子的最大動能與截止電壓成正比，與輻照度無關。
由於光電子的最大速度與輻照度無關，萊納德認為，光波並沒有給予這些電子任何能量，這些電子本來就已擁有這能量，光波扮演的角色好似觸發器，一觸即發地選擇與釋出束縛於原子里的電子，這就是萊納德著名的「觸發假說」（triggering hypothesis）。在那時期，學術界廣泛接受觸發假說為光電效應的機制。可是，這假說遭遇到一些嚴峻問題，例如，假若電子本來在原子里就已擁有了逃逸束縛與發射之後的動能，那麼，將陰極加熱應該會給予更大的動能，但是物理學者做實驗並沒有測量到任何不同結果。
英姿煥發的愛因斯坦在1905年（愛因斯坦奇跡年）發表了六篇劃時代的論文。
1905年，愛因斯坦發表論文《關於光的產生和轉化的一個試探性觀點》，對於光電效應給出另外一種解釋。他將光束描述為一群離散的量子，現稱為光子，而不是連續性波動。對於馬克斯·普朗克先前在研究黑體輻射中所發現的普朗克關系式，愛因斯坦給出另一種詮釋：頻率為 的光子擁有的能量為 ；其中， 因子是普朗克常數。愛因斯坦認為，組成光束的每一個量子所擁有的能量等於頻率乘以普朗克常數。假若光子的頻率大於某極限頻率，則這光子擁有足夠能量來使得一個電子逃逸，造成光電效應。愛因斯坦的論述解釋了為什麼光電子的能量只與頻率有關，而與輻照度無關。雖然光束的輻照度很微弱，只要頻率足夠高，必會產生一些高能量光子來促使束縛電子逃逸。盡管光束的輻照度很強勁，假若頻率低於極限頻率，則仍舊無法給出任何高能量光子來促使束縛電子逃逸。
愛因斯坦的論述極具想像力與說服力，但卻遭遇到學術界強烈的抗拒，這是因為它與詹姆斯·麥克斯韋所表述，而且經過嚴格理論檢驗、通過精密實驗證明的光的波動理論相互矛盾，它無法解釋光波的折射性與相乾性，更一般而言，它與物理系統的能量「無窮可分性假說」相互矛盾。甚至在實驗證實愛因斯坦的光電效應方程正確無誤之後，強烈抗拒仍舊延續多年。愛因斯坦的發現開啟了的量子物理的大門，愛因斯坦因為「對理論物理學的成就，特別是光電效應定律的發現」榮獲1921年諾貝爾物理學獎。
圖為密立根做光電效應實驗得到的最大能量與頻率關系線。豎軸是能夠阻止最大能量光電子抵達陽極的截止電壓，P是逸出功，PD是電勢差（potential difference)。
愛因斯坦的論文很快地引起美國物理學者羅伯特·密立根的注意，但他也不贊同愛因斯坦的理論。之後十年，他花費很多時間做實驗研究光電效應。他發現，增加陰極的溫度，光電子最大能量不會跟著增加。他又證實光電疲勞現象是因氧化作用所產生的雜質造成，假若能夠將清潔干凈的陰極保存於高真空內，就不會出現這種現象了。1916年，他證實了愛因斯坦的理論正確無誤，並且應用光電效應直接計算出普朗克常數。密立根因為「關於基本電荷以及光電效應的工作」獲頒1923年諾貝爾物理學獎。
根據波粒二象性，光電效應也可以用波動概念來分析，完全不需用到光子概念。威利斯·蘭姆與馬蘭·斯考立（Marlan Scully）於1969年證明這理論。

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