Fotoelektrilise

Fotoelektriline efekt on nähtus, mille käigus eralduvad elektronid aine pinnalt, näiteks metallpinnalt, kui sellele langeb elektromagnetiline kiirgus. Klassikates näidati, et elektronide eraldumine sõltub kiirguse omadustest ning et eralduvate elektronide arv ja nende kineetiline energia võivad sõltuda intensiivsusest, mitte ainult sagedusest.

Nähtuse teoorialine seletus sai Einsteinilt 1905: valgus koosneb fotonite kogumitest. Iga foton omab energiat hf, kus h on Plancki konstant ja f selle sagedus. Kui hf ületab tööfunktsiooni φ pinnal, eralduvad elektronid. Kineetiline energia on KE = hf − φ. Seetõttu määrab sagedus fotoni energia, intensiivsus aga elektronide arvu.

Eksperimentaalselt mõõdetakse fotoelektrilist voolu ja stopp-potentsiaali. Kui kiirguse sagedus ületab künnise, tekib vool ja selle suurus sõltub kiirguse intensiivsus, samal ajal kui elektronide maksimaalne kineetiline energia kasvab sageduse suurenemisel.

Fotoelektrilise efekti tähtsus seisneb kvantteooria kinnitamisel ja valguse kvantilise loomuse mõistmisel; Einstein sai selle töö eest Nobeli preemia 1921. Nähtus mõjutas märkimisväärselt arusaamu materjalide omadustest ja avas teed paljudele rakendustele: fotodetektorid, päikesepaneelid, fotoemissioonispektroskoopia ning elektronmikroskoopia ja kvanttehnoloogilised seadmed.