Efekt fotoelektryczny
Albert Einstein pokazał, że zależność od częstotliwości nie może być uzasadniona tylko przez klasyczną teorię falową, więc przedstawił perspektywę cząsteczkową. W 1905 r. ogłosił, że fotony (nazwane przez G.N. Lewisa), są „cząstkami światła”, które mają energię podobną do tej z równania Plancka. Równanie to mówi, że częstotliwość i energia kwantu promieniowania elektromagnetycznego są proporcjonalne. Pomysł Einsteina był rewolucyjny, ponieważ przyniósł nową perspektywę patrzenia na światło nie tylko jako na falę, ale jako na cząstkę.
Równanie Plancka: E=hv Stała Plancka: h=6,626×10-34 Js 
Zjawisko efektu fotoelektrycznego polegające na tym, że elektrony są emitowane, gdy światło uderza w powierzchnię metali, zostało odkryte przez Heinricha Hertza w 1888 roku. Proces ten zachodzi, gdy padające światło ma wyższą częstotliwość niż pewna wartość progowa. Ilość wyrzucanych elektronów jest określana przez natężenie padającego światła, jednakże częstotliwość światła wpływa na energie kinetyczne emitowanych elektronów.
Innymi słowy, natężenie można opisać jako jasność źródła światła. Tak więc poprzez zwiększenie jasności, intensywność wzrasta, a więc i uwolniona energia. Wydobycie energii będzie większe, a kiedy to nastąpi, amplituda fali świetlnej wzrasta. Ale to nie ma znaczenia, jak bardzo energia jest zwiększona lub jak bardzo zwiększyć amplitudę, jeśli chodzi o próby emitowania elektronów z powierzchni metalicznej. Aby to zrobić, częstotliwość musi wzrosnąć.
Zwiększenie jasności (utrzymuje częstotliwość i energię)–>Zwiększenie intensywności (zwiększa#fot
ons)–>Zwiększa # emitowanych elektronów
Zwiększa częstotliwość–>Zwiększa energię kinetyczną elektronów
Wyjaśnienie Einsteina było takie, że światło ma charakterystykę cząstki (fotonu) o energii fotonu E=hv. Stwierdził, że jeśli częstotliwość progowa metalu jest większa niż częstotliwość fotonu, to foton nie będzie miał żadnego efektu, gdy będzie bombardował powierzchnię metalu. Jednakże, jeśli foton osiągnął częstotliwość progową, mógł spowodować emisję jednego elektronu. Aby wyemitować więcej elektronów, źródło światła musi być rozjaśnione, aby zwiększyć intensywność, co nadal utrzymuje częstotliwość światła i tę samą energię, ale zwiększa liczbę fotonów.
Częstotliwość progowa: Vo= (eVo)/h = funkcja pracy/stała Plancka
Efekt fotoelektryczny może wystąpić nawet przy świetle o najniższej częstotliwości zwanej częstotliwością progową.
Fotelektrony są uwalniane, gdy energia fotonu (hv) jest większa od funkcji pracy. Energia w nadmiarze jest uwalniana jako energia kinetyczna w wyrzuconym fotoelektronie i jest proporcjonalna do częstotliwości światła.
Powyższy diagram ilustruje elektron uderzony przez foton o energii, która pozwala mu pokonać funkcję pracy wiążącą go z powierzchnią metalu. W efekcie emitowany jest fotoelektron o energii kinetycznej.
Zastosowując prawo zachowania energii otrzymujemy równanie: hv =eVo+(1/2)mv2
Podsumowując, niezależnie od natężenia światła, nie będą emitowane elektrony, jeśli częstotliwość światła jest mniejsza od częstotliwości progowej (Vo) powierzchni metalu.
- Jeżeli częstotliwość padającego światła jest większa od częstotliwości progowej, to energia kinetyczna emitowanej cząstki będzie rosła liniowo względem wielkości częstotliwości.
- Jeśli częstotliwość padającego światła jest większa niż częstotliwość progowa, liczba emitowanych elektronów jest określona przez natężenie. (WAŻNA UWAGA: Energia kinetyczna na elektron nie zmienia się, gdy zmienia się natężenie, tylko gdy manipuluje się częstotliwością)
- Pomimo, że każdy metal ma swoją własną unikalną częstotliwość progową, wszystkie mają podobne wzory.
.