일함수와 에너지 수지
표면에서 전자를 꺼내는 데 필요한 최소 에너지를 일함수 φ라고 한다. 진동수 f인 광자 하나가 hf의 에너지를 주면 그중 φ를 쓰고 남은 부분이 전자의 운동에너지가 된다. 이 식은 방출된 모든 전자의 에너지가 같다는 뜻이 아니라 최대값을 준다.
세기와 진동수의 역할
같은 진동수에서 빛을 더 세게 하면 단위 시간에 입사하는 광자 수가 늘어 광전류가 커질 수 있다. 하지만 단일 광자 과정의 K_max는 커지지 않는다. 반대로 진동수가 문턱보다 낮다면 세기만 높인다고 이 단순 모형에서 전자가 방출되지 않는다.
계산 예
일함수가 2.4 eV인 표면에 에너지 3.1 eV의 광자를 비추면 최대 운동에너지는 0.7 eV다. 이를 멈추게 하는 저지 전압의 크기는 0.7 V다. 빛의 세기를 두 배로 해도 광자 에너지가 같다면 이 최대값은 그대로다.
해석의 범위
광전 효과는 빛이 물질과 에너지를 교환하는 양자적 성질을 보여 준다. 위의 문턱과 선형식은 단일 광자에 의한 표면 방출을 설명하는 기본 모형이다. 매우 강한 레이저의 다광자 과정 등 다른 조건까지 같은 문장으로 일반화하면 안 된다.