光电效应：能量为何由频率而非总强度决定

本课要解决的问题

增强低频光仍不能打出电子，而提高频率却立刻有效，经典波能量图景缺了什么？

这不是先背名词再找用途。我们从一个确切问题出发，逐步抽出能够重复使用的数学结构。学完本课，你应能解释“为什么要这样定义”，并独立完成一个计算或证明。

概念建立

光电实验显示截止频率、近乎无延迟发射，以及最大动能随频率线性增加。光量子模型给 K_max=hf-φ，其中 φ 是材料逸出功。强度增加主要增加光子数和发射电子数；单光子频率决定单次可用能量。

推导主线

截止条件 K_max=0 给 f₀=φ/h。用反向截止电压 V_s 测量最大动能 eV_s=K_max，绘制 V_s—f 直线可由斜率求 h、截距求 φ。这把量子假设变成参数可复现的定量检验。

完整例题

若光子能量5 eV、材料逸出功2 eV，则电子最大动能为3 eV。把同频强度加倍不会把单电子最大动能变为6 eV，但会提高单位时间发射数。

严格边界

实际材料表面状态会改变逸出功，电子还可能在材料内损失能量；实验关注最大动能边界。光量子图景不意味着经典电磁波描述在传播问题中失效。

课后闭环

用三种频率和多种强度设计实验，分别检验截止频率、最大动能斜率与光电流变化，避免把频率和强度混为一谈。

完成页面中的单选、多选和计算题。计算题要保留中间步骤；多选题漏选或多选均视为没有掌握定义。错误按“对象、运算、条件、推理、计算”标出第一处失误，隔一天遮住答案重做。