fotoelektrinen

Fotoelektrinen ilmiö on sähköisen elektronin irtoaminen aineen pinnalta valon vaikutuksesta. Kun valon fotonin energia hν ylittää aineen työn funktion φ, vapautuu elektronille kineettistä energiaa Ekin = hν − φ. Jos fotonin energia on pienempi kuin φ, elektronin vapautuminen ei tapahdu. Ilmiö osoittaa valon kvanttisen luonteen.

Historian ja teorian kannalta fotoelektrinen ilmiö liittyi Hertsin kokeisiin ja myöhemmin Einsteinin vuonna 1905 esittämään kvanttiteoriaan valosta. Einstein osoitti, että valo koostuu fotoneista, joiden energia on E = hν. Tämä johti työfunktion käsitteeseen sekä siihen, että elektronin vapautumisenergian riippuvuus fotonin energiasta on kvantittunut. Myös Millikanin kokeet vahvistivat kvanttisen tulkinnan ja auttoivat määrittämään työfunktion sekä fotonin riippuvuuden kineettisestä energiasta.

Käytännön sovellukset ja nykyinen merkitys ulottuvat valon mittaukseen, fotokatoditekniikkaan ja fotodetektoreihin. Fotoelektrisen ilmiön näkökulmasta analysoidaan materiaalien työfunktion arvoja sekä elektronivirtojen reaktioita eri aaltopituuksilla. Ilmiö säilyttää tärkeän roolinsa sekä perusfysikaalisessa tutkimuksessa että teknologisissa sovelluksissa, kuten valon ja spektrin karakterisoinnissa sekä pinnan sähköisten ominaisuuksien arvioinnissa.