量子效应,量子理论是怎样解释光电效应的？

可见光的波长是从380-800nm，对应光子的能量是hν3.2eV-1.5eV量子效应。如果普朗克关系成立的话，这意味着每个可见光的光子有大致eV量级的能量。如果光子把这份能量全部给金属中的电子的话，金属中的电子就有可能会从金属中逃逸出来，这就是所谓光电效应。

对金属而言，金属的外层电子是属于金属全体的，它们可以在金属内部自由运动，但它们要脱离金属，还需要克服一个金属表面的逸出功φ，才能跑到金属外面去。

根据能量守恒，入射光子的能量是hν，假设全部能量都传递给金属中的电子，电子消耗逸出功φ，从金属中跑出去，此时电子的动能就是K=hν-φ。

有了这个公式就能很容易地解释光电效应实验。比如对入射光子来说，存在截止频率，即光波的频率必须大于一个临界值，才能观察到光电子从金属中跑出来，这个截止频率对应的就是逸出功的存在，算出来是φ/h。

光电效应最显著的特征是，光电子的产生只和频率有关，与光强无关，只要光子频率大于φ/h，就有光电子出射，并且几乎没有响应时间，只需要小于10的-9次方秒，光电子就会产生。

这说明光可以瞬间把能量传递给电子，几乎没有能量积累的过程，这说明光在这里只能被看做是个粒子，而不能被看做是经典的电磁波。

这在一百多年前是很难想象的。因外当时光是电磁波刚刚被赫兹实验所证实，而根据光是电磁波的理论。光的能量由电磁波的振幅决定，这个振幅是可以连续取值的，并不存在光的最小能量单位hν，金属中的电子和光的相互作用在经典电磁学的框架下应被描述为电子在电磁波的电场分量作用下的受迫振动，在这个图像下，电子只可能在特征频率下被激发起来，更大的频率并不能使电子获得更多的能量。