Уравнение Эйнштейна для внешнего фотоэффекта

А. Эйнштейн показал, что явление фотоэффекта и его закономерности могут быть объяснены на основе квантовой теориифотоэффекта. Согласно которой, свет частотой ν не только испускается, как это предполагал Планк, но и распространяется в пространстве и поглощается веществом отдельными порциями (квантами), энергия которых Е ₀ = hν. Кванты электромагнитного излучения получили название фотонов.

Энергия падающего фотона hν расходуется на совершение электроном работы выхода А из металла и на сообщение вылетевшему фотоэлектрону кинетической энергии mυ ²_max / 2. По закону сохранения энергии,

hν = А + mυ ²_max/2. (32.3)

Уравнение (32.3) называется уравнением Эйнштейна для внешнего фотоэффекта. Из уравнения (32.3) непосредственно следует, что максимальная кинетическая энергия фотоэлектрона линейно возрастает с увеличением частоты падающего излучения и не зависит от его интенсивности (числа фотонов), так как ни А, ни v от интенсивности света не зависят. Так как с уменьшением частоты света кинетическая энергия фотоэлектронов уменьшается (для данного металла А= сопst), то при некоторой достаточно малой частоте ν=ν ₀ кинетическая энергия фотоэлектронов станет равной нулю и фотоэффект прекратится. Согласно изложенному получим, что

ν ₀ = А / h, (32.4)

ν ₀ - красная граница фотоэффекта для данного материала. Она зависит лить от работы выхода электрона, т. е. от химической природы вещества и состояния его поверхности.