Fisikawan Jerman, Heinrich Rudolf Hertz menemukan efek fotolistrik pada tahun 1887 , ketika ia melihat bahwa bahan bermuatan kehilangan muatannya dengan mudah ketika dikenai sinar ultraviolet.
Fenomena ini kemudian dijelaskan oleh Albert Einstein , yang memverifikasi bahwa memang, logam tertentu mampu memancarkan elektron ketika terkena cahaya.
Ciri-ciri fenomena tersebut adalah:
- Logam memancarkan elektron selama radiasi mencapai frekuensi minimum, yang disebut frekuensi ambang.
- Ketika intensitas cahaya meningkat, tetapi frekuensinya tidak berubah, jumlah elektron yang dipancarkan dari logam juga meningkat, tetapi energi yang dipancarkannya tidak berubah.
- Jika frekuensi tidak mencapai nilai frekuensi ambang, tidak ada elektron yang dipancarkan, terlepas dari intensitas radiasi.
Penjelasan fenomena ini dilakukan pada tahun 1905, oleh fisikawan Jerman Albert Einstein , yang dipengaruhi oleh hipotesis energi kuantum, yang telah dikemukakan M. Planck bertahun-tahun sebelumnya.
Teori Einstein menyatakan bahwa:
Cahaya dibentuk atau dibentuk oleh partikel, yang dikenal sebagai foton, yang energinya diberikan oleh persamaan: E = h. υ , di mana υ merupakan frekuensi cahaya yang digunakan dalam setiap kasus.
Dengan cara ini, Einstein dapat menjelaskan karakteristik yang menentukan efek fotolistrik:
- Elektron terlepas dari logam, ketika energi yang diperlukan dikomunikasikan kepada mereka untuk dapat membebaskan diri dari energi menarik yang diberikan oleh nukleus. Jika energi yang dikomunikasikan ke elektron lebih sedikit, tidak akan ada efek fotolistrik. Sebaliknya, jika lebih besar, elektron ditembakkan dengan energi kinetik tertentu. Energi minimum yang diperlukan untuk terjadinya efek fotolistrik disebut energi ambang.
- Energi ambang sesuai dengan foton dengan frekuensi tertentu, frekuensi ambang, yang diwakili oleh 0 . Energi foton, E = h. υ , bertabrakan dengan elektron lebih besar dari energi ambang, E = h. 0 , menghasilkan efek fotolistrik, di mana elektron ditembakkan dengan energi kinetik, Ec, yang sesuai dengan persamaan berikut:
h = h.υ0 + Ec
- Intensitas cahaya harus dipahami sebagai ukuran jumlah foton per satuan waktu.
Oleh karena itu, jika Anda meningkatkan, jumlah elektron yang akan dipancarkan logam akan meningkat, tetapi hanya jika frekuensi radiasi mencapai nilai ambang; Di sisi lain, dalam kasus sebaliknya, energi foton tidak cukup untuk menyebabkan efek fotolistrik, terlepas dari intensitas radiasi.
Ketika pelat logam disinari dengan intensitas tertentu, kita katakan bahwa ia menyerap energi dalam satuan waktu yang proporsional, oleh karena itu, cukup untuk membagi energi ini dengan besaran h. υ , untuk dapat memperoleh jumlah foton yang bertabrakan dengan lempeng per unit waktu.
Karena setiap elektron yang dipancarkan memperoleh energi satu foton, maka disimpulkan bahwa jumlah elektron yang dipancarkan per satuan waktu sebanding dengan intensitas cahaya yang jatuh pada pelat logam.