什么是光電效應(yīng)

 光電效應(yīng)指的是當(dāng)金屬受到光線照射時，從金屬表面發(fā)射電子的現(xiàn)象。

    入射光線的能量被金屬內(nèi)的電子所吸收，從而這些電子有足夠的能量從金屬表面“沖出"，實際上可以認(rèn)為是發(fā)射出來。<?xml:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" />

當(dāng)使用經(jīng)典麥克斯韋光波方程解釋這種現(xiàn)象時，我們可以得到一個結(jié)論，入射光線強度越大，金屬表面釋放的電子的能量也將越大，即釋放電子的平均能量隨著入射光線的強度增大而增大。

事實上，Lénard發(fā)現(xiàn)這并非如此。相反，釋放電子的能量與入射光線的強度是無關(guān)的。

愛因斯坦（1905）成功地解決了這一矛盾。他認(rèn)為入射光線是由獨立的量子組成，常被稱為光子。光子在與金屬中的電子的相互作用中，它是以獨立的粒子存在，而并不是以連續(xù)的光波存在。對于一定頻率即某種“顏色"的入射光波來說，每個光子攜帶的能量均為E=hf，其中h是普朗克常數(shù)，f是光波的頻率。在愛因斯坦的模型中，增加入射光波的強度，實際上是增加了一段時間內(nèi)入射光子的數(shù)量，而其中每個光子所攜帶的能量是相等的（只要入射光波的頻率是一定的）。

顯然，在愛因斯坦的模型中，增加入射光線的強度將增加該金屬釋放電子的數(shù)量，但是每個電子攜帶的平均能量是相等的，其理由是入射光子攜帶相等的能量。【愛因斯坦假設(shè)該作用主要由單個光子被吸收而導(dǎo)致單個電子釋放的進程主導(dǎo)】同樣，在愛因斯坦的模型中，增加入射光線的頻率f，而不是增加光線的強度，將增加發(fā)射電子的平均能量。

實驗驗證了這兩個預(yù)測的真實性。而且，通過實驗還可以測量釋放電子的能量與頻率的增加率，從而確定普朗克常數(shù)h的值。

光電效應(yīng)也許是光子存在以及光波和電磁波存在“粒子"特性最直接和令人信服的證據(jù)。也就是說，它提供了無可否認(rèn)的證據(jù)證明了電磁場的量子化以及經(jīng)典麥克斯韋場方程的局限性。

1921年，阿爾伯特·愛因斯坦因為成功解釋了光電效應(yīng)以及他對理論物理的貢獻獲得該年度諾貝爾物理學(xué)獎。