Effetto fotoelettrico

Nel 1888 Hertz scoprì che quando la luce colpisce la superficie di certi metalli vengono emessi elettroni. Questo fenomeno venne chiamato effetto fotoelettrico, e la sua caratteristica saliente è che l’emissione degli elettroni avviene solamente quando la frequenza della luce incidente supera un certo valore di soglia (v_0). Ulteriori osservazioni furono le seguenti:
Il numero di elettroni emessi dipende dall’intensità della luce incidente;
L’energia cinetica degli elettroni emessi dipende dalla frequenza della luce.
Einstein mostrò che le due precedenti affermazioni potevano essere dimostrate interpretando la radiazione come formata da particelle. Quindi, secondo Einstein:
La luce ha anche natura corpuscolare;
È costituita da “particelle” prive di massa, dette fotoni;
I fotoni possiedono quantità discrete di energia (quanti di Planck);
L’energia dei fotoni è proporzionale alla frequenza dell’onda associata.
Gli atomi quindi perdono elettroni solamente in seguito all’urto con particelle ad alta energia (i fotoni). Gli elettroni assorbono energia, e i fotoelettroni (ovvero gli elettroni che si perdono) sono prodotti solo se i fotoni possiedono un’energia sufficiente, che deve essere superiore all’energia di legame dell0elettrone alla superficie (quantità nota come funzione lavoro). Al crescere del numero di fotoni incidenti (intensità luminosa), cresce anche il numero di fotoelettroni emessi. Se i fotoni hanno un’energia (frequenza) superiore a quella di soglia, l’eccesso di energia aumenta l’energia cinetica dei fotoelettroni.