光电效应

先看阈值，再看光强

能量守恒写成 hf = φ + Kmax。其中 φ 是逸出功，Kmax 是逸出电子的最大动能。

当频率低于阈频 f₀=φ/h 时，无论怎样提高光强都不能使电子逸出。超过阈频后，提高光强主要增加单位时间到达的光子数，因此增加发射电子数；提高频率则增加每个光子的能量，从而提高电子可获得的最大动能。

基础模型中，一个光子把能量交给一个电子。频率决定单个光子的能量，光强主要决定光子到达的速率。

遏止电势测量电子能量

给发射电子施加反向电压，可以逐渐阻止它们到达收集极。当电压达到遏止电势 Vs 时，连最快的电子也刚好被阻止，因此 eVs=Kmax。

把 Vs 对频率 f 作图得到直线，斜率与 h/e 有关，横轴截距给出阈频。这种测量把“光子的能量”转化为可直接测量的电压。

阈值探索器

分别改变光子能量和材料逸出功，观察是否发射电子以及剩余的最大动能。

实验究竟证明了什么

光电子几乎立即出现，并且存在明确阈频，这些事实无法用“连续的波能量慢慢积累到电子上”来解释。光子模型自然给出阈值和无明显等待时间。

但光电效应并不意味着光不再具有波动性。干涉和衍射仍然是光的波动行为的重要证据；量子理论需要同时容纳这两类实验事实。

正确区分各个变量

不要把光子能量和光束功率混为一谈。很亮但频率很低的光束每秒可以输送大量总能量，可是每个光子仍可能低于逸出阈值。相反，较弱的高频光可能只发射少量电子，但这些电子的动能可以很大。

计算示例

1. 求阈值波长

材料逸出功 φ=2.5 eV，求阈值波长。

2. 最大动能

能量 4.2 eV 的光子照射逸出功 2.0 eV 的表面。

3. 遏止电势

若 Kmax=1.6 eV，估算遏止电势。