Fotoelektrický jav

Fotoelektrický jav je uvoľňovanie elektrónov z povrchu kovu pri dopade svetla. Podstatné je, že jav nastáva len vtedy, keď má dopadajúce svetlo dostatočne vysokú frekvenciu. Slabé svetlo s vysokou frekvenciou elektróny uvoľní, zatiaľ čo intenzívne svetlo s nízkou frekvenciou ich neuvoľní nikdy. Klasická vlnová teória tento poznatok nedokázala vysvetliť.

Vysvetlenie podal Einstein pomocou predstavy fotónov. Jeden fotón odovzdá svoju energiu jednému elektrónu. Časť tejto energie sa spotrebuje na uvoľnenie elektrónu z kovu a zvyšok sa premení na jeho kinetickú energiu. Platí Einsteinova rovnica fotoelektrického javu:

V tomto vzťahu je $W_v$ výstupná práca kovu, teda najmenšia energia potrebná na uvoľnenie elektrónu z povrchu, a člen $\tfrac{1}{2} m_e v^2$ je kinetická energia uvoľneného elektrónu. Aby jav vôbec nastal, musí energia fotónu stačiť aspoň na výstupnú prácu. Z toho vyplýva existencia hraničnej frekvencie $f_0$. Jav nastáva len pre$f \geq f_0$

Pri nižšej frekvencii nemá fotón dosť energie a elektrón sa neuvoľní bez ohľadu na to, aké je svetlo intenzívne.