光电效应与光量子

一个「不听话」的实验

把光打在金属上，会有电子被打出来，这叫光电效应（1887 年赫兹意外发现）。麻烦在于：无论多亮的红光都打不出电子，而微弱的紫光一照就有。按经典物理，光够亮能量就够，红光照久了总该攒够——实验偏不。

爱因斯坦的光量子

1905 年爱因斯坦提出：光不是连续的水流，而是一颗一颗的「子弹」，每颗叫光量子（光子），能量只由频率决定：$E=h\nu$。ν 是频率，h 是普朗克常数。白话：红光光子「劲儿小」，再多也单个打不过门槛；紫光光子「劲儿大」，一颗就够把电子踹出来。这项解释（不是相对论）为他赢得了 1921 年诺贝尔物理学奖。

它就在你身边

• 太阳能板：光子打进硅片，踹出电子，形成电流——你家的楼顶就在做光电效应实验。
• 老式楼道感应灯、相机的测光、超市自动门的光电开关，背后都是它。

常见误区

不是「光越亮越容易打出电子」。亮度只决定打出电子的「数量」，频率才决定「能不能打出」。

练一练：用三棱镜或 CD 光盘表面把阳光分成彩虹，指指哪端的光子「劲儿」更大？（紫端，因为频率高）