Fotoelektrik Olay
Metal yüzeye ışık düştüğünde elektron sökülmesidir.
Klasik dalga kuramı bu olayı açıklayamaz: kurama göre yeterince şiddetli ışık zamanla elektron sökebilmeliydi. Oysa gözlem şunu gösterir:
Eşik frekansının altındaki ışık, şiddeti ne olursa olsun elektron sökemez. Üstündeki ışık ise anında söker.
Foton ve Einstein Denklemi
Einstein ışığın foton denen enerji paketlerinden oluştuğunu öne sürdü.
$E = hf$ — foton enerjisi frekansla doğru orantılıdır.
$hf = \phi + E_k$
$\phi$ iş fonksiyonu (elektronu sökmek için gereken en az enerji), $E_k$ sökülen elektronun kinetik enerjisidir.
Işık şiddeti arttıkça sökülen elektron sayısı artar; elektronların kinetik enerjisi yalnızca frekansa bağlıdır.
Dalga-Parçacık İkiliği
Işık kimi olaylarda dalga (girişim, kırınım), kimi olaylarda parçacık (fotoelektrik) gibi davranır.
de Broglie: maddenin de dalga özelliği vardır — $\lambda = \frac{h}{mv}$
Kütle büyüdükçe dalga boyu ölçülemeyecek kadar küçülür; bu yüzden günlük nesnelerde dalga özelliği gözlenmez.
Elektron mikroskobu, elektronun dalga özelliğinden yararlanır.
Sık Yapılan Hata
Işık şiddetinin elektronların kinetik enerjisini artırdığını sanmak. Şiddet elektron sayısını, frekans kinetik enerjiyi belirler.
İkinci hata: eşik frekansının altındaki ışığın uzun süre uygulanırsa elektron sökeceğini düşünmek — sökemez, çünkü tek bir fotonun enerjisi yetersizdir.
Sık sorulanlar
Işık şiddeti artınca ne değişir?
Sökülen elektron sayısı artar; elektronların kinetik enerjisi değişmez.
Eşik frekansının altındaki ışık neden elektron sökemez?
Tek bir fotonun enerjisi iş fonksiyonundan küçük olduğu için; şiddet artışı bunu değiştirmez.