麦克斯韦的意外发现引领了光学研究的深入探索。这一科学知识的学习需要特别关注其中涉及的多个物理概念，务必明确每个物理量的定义及其影响因素。
当光线投射到金属表面时，会引起物质电学特性的改变。这种现象，即光能转化为电能的过程，被统称为光电效应。在基础教育阶段，我们可以将光照射下物体释放电子的现象界定为光电效应，释放的电子被称为光电子，由此产生的电流则称为光电流。
光电效应的主要规律
首先，任何一种金属材料都存在一个特定的阈值频率，只有当入射光的频率超过这个阈值时，才能引发光电效应，低于该频率的光线无法产生光电效应。能否发生光电效应，主要取决于光的频率，而非光的强度。
如何理解这一现象呢？我们可以从两个角度进行分析。一方面，当特定频率的光子照射到对光敏感的介质上时，其能量可以被介质中的电子完全吸收。电子吸收光子能量后，其动能会迅速增加；如果动能足以克服原子核的束缚力，电子就能在极短的时间内（例如十亿分之一秒）挣脱金属表面，成为光电子，从而形成光电流。这就是光电效应的基本原理。
另一方面，入射光的强度（即单位时间内通过单位垂直面积的光能）决定了单位时间内通过单位垂直面积的光子数量。我们可以将光强简化理解为光子数量。
简而言之，光电效应的发生主要取决于单个光子的能量，而非光子的数量。这是第一个关键点，需要牢记。
其次，光电子的最大初动能与入射光的强度无关，而随着入射光频率的增加而增大。最大初动能指的是在光电效应发生时，电子克服金属原子核的引力逸出时所具有的动能大小。只有直接从金属表面逸出的电子才具有最大初动能，这个动能值被称为最大初动能。此时，电子克服原子核引力所做的功被称为该金属的逸出功。
第三，当入射光的频率大于阈值频率时，单位时间内从金属表面逸出的光电子数量与入射光的强度成正比。
我们之前提到过，光强可以简单地类比于光子数量。因此，在能够发生光电效应的条件下，光强越大，逸出的光电子就越多，也就是光电流越大。但需要注意的是，在能够发生光电效应的条件下，当入射光（即光强）确定时，光电流会随之增大。然而，光电流不会无限增大，它受到光电子数量（即光强）的限制，存在一个最大值，这个最大值被称为饱和电流。
总结一下，光的频率决定了单个光子的能量，进而决定了是否能够发生光电效应。在能够发生光电效应的条件下，光的频率还决定了单个电子的最大初动能。而在能够发生光电效应的条件下，光强决定了光电子数量的多少，也就是光电流的大小。需要再次强调的是，单个电子是否能够逸出完全由单个光子决定，这是一种一一对应的关系，即量子化。一个形象的比喻是：电子就像罪犯，而光子就像侦探，而侦探的侦查通道只能容纳一个光子和一个电子，因此一个侦探只能侦查一个罪犯。