任何物體在光照射下發(fā)射電子的現(xiàn)象被稱為光電效應(yīng)。研究光電效應(yīng)的成果包括以下幾點(diǎn)：1. 每種金屬都存在一個(gè)極限頻率，只有當(dāng)入射光的頻率超過這一極限頻率時(shí)，才能引發(fā)光電效應(yīng)。2. 光電子的最大初動(dòng)能與入射光的強(qiáng)度無關(guān)，它隨著入射光頻率的增加而增加，二者之間存在線性關(guān)系。3. 當(dāng)光照射到金屬表面時(shí)，光電子的發(fā)射幾乎是瞬間完成的，這個(gè)時(shí)間間隔小于10^-9秒。4. 當(dāng)入射光的頻率高于極限頻率時(shí)，光電流的強(qiáng)度與入射光的強(qiáng)度成正比。以上是光電效應(yīng)的基本規(guī)律。在金屬中，自由電子受到晶格正離子的吸引力，需要從外部獲得足夠能量才能逃離金屬。按照波動(dòng)理論，光的能量取決于光的強(qiáng)度，而光的強(qiáng)度又與光波的振幅有關(guān)，與頻率無關(guān)。這一理論預(yù)測(cè)，無論光的頻率如何，只要光的強(qiáng)度足夠大或照射時(shí)間足夠長(zhǎng)，電子就能獲得足夠能量從而發(fā)生光電效應(yīng)。但實(shí)驗(yàn)結(jié)果與之一致，因此經(jīng)典的波動(dòng)理論無法解釋光電效應(yīng)。愛因斯坦提出的光電效應(yīng)方程是 hυ = (1/2)mv^2 + I + W，其中 (1/2)mv^2 表示光電子的初動(dòng)能。對(duì)于金屬而言，由于其內(nèi)部存在大量自由電子，I項(xiàng)可以忽略不計(jì)，因此愛因斯坦方程簡(jiǎn)化為 hυ = (1/2)mv^2 + W。如果 hυ < W，電子則無法脫離金屬表面。對(duì)于確定的金屬，極限頻率 υ0 是產(chǎn)生光電效應(yīng)的最小光頻率，由 hυ0 = W 決定。相應(yīng)的極限波長(zhǎng) λ0 可以通過 C/υ0 = hc/W 計(jì)算得出。發(fā)光強(qiáng)度的增加意味著照射到物體上的光子數(shù)量增多，因此發(fā)射的光電子數(shù)量與照射光的強(qiáng)度成正比。因此，對(duì)于同一種金屬，在能夠發(fā)生光電效應(yīng)的情況下，不同波長(zhǎng)光的效應(yīng)程度不同，紫外光最強(qiáng)，可見光次之，紅外光最弱。