Fotoëlektrisch effect

Wanneer licht van een bepaalde golflengte en frequentie een metaal raakt, worden elektronen uit het metaal geworpen. Dit fenomeen staat bekend als het foto-elektrisch effect. Alleen licht boven een drempelfrequentie kan echter elektronen uit het metaal werpen.

Licht met een lagere frequentie werpt geen elektronen uit ongeacht de intensiteit. Hoe komt dit? Albert Einstein stelde voor dat licht zich gedraagt als een stroom deeltjes of kleine pakketjes.

Een pakket of quantum licht wordt een foton genoemd. Elk foton heeft een energie, E, die afhangt van zijn frequentie, nu. De twee zijn gerelateerd door deze vergelijking, waarbij h de constante van Planck is en een waarde heeft van 6, 626 maal 10 tot de negatieve 34 joule-seconden.

Licht, en dus fotonen, met een hogere frequentie hebben meer energie. Een elektron is gebonden aan een metaal met een bindingsenergie, phi. Dit staat ook bekend als de werkfunctie van het metaal, W.Er is dus een hoeveelheid energie groter dan W nodig om de aantrekkingskrachten te overwinnen en het elektron vrij te maken.

Wanneer een foton met een energie groter dan W het metaal raakt, wordt zijn overtollige energie als kinetische energie overgedragen op het elek