光电效应原理

(摘自《系统相对论》第二版第八章3.3节，详见：http://blog.sina.cn/dpool/blog/s/blog_66f61d9f01018uqf.html?vt=4)
光子不但影响束缚电子的运动（即电子能级跃迁），同样也会影响物体表面自由电子的运动。当用高频电磁波（即高能光子）照射金属表面时，会有电子被激发出来，这种现象称为光电效应。爱因斯坦认为，金属表面的电子吸收光子的能量后而跃出金属表面^[1]，对此系统相对论认为不够准确。
实际上，金属表面的自由电子在临界场的场强陡变区上自由运动，如果将临界场的场强陡变区视为海面，那么自由电子就是行驶在海上的舰船。不失一般性，建立简化模型如下：
将自由电子所在的临界场位置视作与其运动状态相对应的平衡位置R₀，根据作用力的复合力性质（参见第一章3.3节），在平衡位置电子受到物体的引力F_q和斥力（浮力）F_r相等；偏离平衡位置后，电子将受到指向平衡位置的力的作用。