Фізика 11 клас (Остапенко Т.М.)

У 1905 р. для пояснення явища фотоефекту А. Ейнштейн використав квантові уявлення про світло, введені в 1900 р. Планком, і застосував їх до поглинання світла речовиною. Електрони поверхневого шару металу поглинають енергію цих фотонів, при цьому один електрон поглинає цілком енергію одного або декількох фотонів.

Якщо енергія фотона рівна або перевищує роботу виходу, то електрон вилітає з металу. При цьому частина енергії фотона витрачається на здійснення роботи виходу , а решта частини переходить в кінетичну енергію фотоелектрона: 

Даний вираз називають рівнянням Ейнштейна для фотоефекту. Воно є законом збереження енергії для зовнішнього фотоефекту. Це рівняння записане для однофотонного фотоефекту, коли йдеться про виривання електрона, не пов'язаного з атомом (молекулою). На основі квантових уявлень про світло можна пояснити закони фотоефекту. Зрозуміло, що число електронів N, вирваних з речовини, пропорційно числу фотонів, падаючих на речовину, тобто . Таким чином, ми пояснили перший закон фотоефекту.

З рівняння Ейнштейна виходить, що

   та  .   

Звідси видно, що максимальна кінетична енергія фотоелектронів лінійно залежить від частоти падаючого світла, а червона межа фотоефекту - від роду речовини катода (другий і третій закони фотоефекту).