Коротко и по делу.
1) Роль частоты и интенсивности света.
- Энергия одного фотона равна $h\nu$.\) Решающее значение имеет частота $\nu$: электрон может быть вырван из металла только если энергия фотона превышает работу выхода $\varphi$. Для максимальной кинетической энергии фотоэлектрона справедливо уравнение Эйнштейна:
$$K_{\text{max}}=h\nu -\varphi .$$ - Интенсивность света определяется потоком фотонов. При фиксированной $\nu$ увеличение интенсивности увеличивает число фотонов в единицу времени и поэтому количество выбиваемых электронов (фото-ток), но не увеличивает энергию каждого электрона (до тех пор, пока действует однопроявный процесс).
2) Потенциал удержания (работа выхода) и разные металлы.
- Работа выхода $\varphi$ — это минимальная энергия, чтобы вывести электрон из металла. Разная для разных металлов: например, щёлочные металлы $\varphi \sim 2\text{–}3\text{eV}$, медь/серебро $\sim 4\text{–}5\text{eV}$.
- Соответственно пороговая частота
$${\nu }_0=\frac{\varphi }{h}$$ различна для разных материалов: для $\nu <{\nu }_0$ однофотонная эмиссия невозможна.
3) Почему при увеличении интенсивности при низкой частоте сохраняется нулевая кинетическая энергия.
- Если $h\nu <\varphi$, отдельные фотоны не дают достаточно энергии для выбивания электрона, следовательно $K_{\text{max}}=0$. Увеличение числа таких «недоэнергичных» фотонов увеличивает лишь частоту их прихода (и максимум — поток попыток), но не энергию отдельных электронов, поэтому фото-ток остаётся нулевым (или очень малым).
- Исключение: при чрезвычайно высокой интенсивности возможны многопроцессные (мультифоновые) явления, когда электрон поглощает сразу несколько фотонов; это требует очень больших плотностей потока (лазеры) и вероятность таких событий обычно мала. В этом случае $nh\nu >\varphi$ может обеспечить эмиссию, но это нерегулярный нелинейный процесс.
4) Связь с измерениями (остановочный потенциал).
- Остановкающий потенциал $V_s$ измеряется через $e{V}_s=K_{\text{max}}$, поэтому при однофотонной эмиссии
$$e{V}_s=h\nu -\varphi ,$$ и график $V_s(\nu )$ даёт прямую с наклоном $h/e$ и пересечением при ${\nu }_0$.
Вывод: частота решает, возможна ли однозначно эмиссия (через $\varphi$), интенсивность регулирует число выбиваемых электронов; при низкой частоте ($h\nu <\varphi$) увеличение интенсивности не даёт положительной кинетической энергии фотоэлектронов, пока не включатся многопроцессные нелинейные механизмы.