Фотоэлектрический эффект (фотоэффект) —
Явление взаимодействия света с веществом, в результате которого энергия фотонов передается электронам вещества. Для твердых и жидких тел различают внешний и внутренний фотоэффект.
Внешний фотоэффект заключается в испускании электронов с поверхности вещества. При внутреннем фотоэффекте электроны, оставаясь в веществе, изменяют свое энергетическое состояние. В газах фотоэффект состоит в фотоионизации — ионизации атомов или молекул под действием света.
Опыты немецкого физика г. Герца (1887 г.), русского физика а. Г. Столетова (1888—1890 гг.), английского физика дне. Томсона (1899 г.) И русского физика а. Ф. Иоффе (1907 г.) Показали, что внешний фотоэффект подчиняется следующим законам:
1) максимальная начальная скорость освобожденных электронов (фотоэлектронов) не зависит от интенсивности света, а зависит только от его частоты;
2) число фотоэлектронов, вырываемых из катода за 1с, пропорционально интенсивности света;
3) для каждого вещества существует минимальная Частота падающего света («красная» граница фотоэффекта), начиная с которой возможен фотоэффект.
Эти законы не могут быть объяснены с точки зрения волновой природы света.
Правильное объяснение фотоэффекта дает теория, основанная на корпускулярной природе света.
Количественно фотоэффект описывается уравнени-Ем эйнштейна, представляющем
Собой закон сохранения энергии. Здесь h — постоянная планка, v — частота световой волны, гпе — масса электрона, umax— максимальная скорость вылетевшего электрона, а — работа выхода электрона, равная наименьшей энергии, которую надо сообщить электрону для того, чтобы удалить его за пределы вещества в вакуум.
Фотоэффект широко применяется в различных технических устройствах: фотоэлементах, фоторезисторах, фотодиодах и др.