Эйнштейн предположил, что электромагнитное излучение не только испускается (гипотеза Планка), но также распространяется и поглощается в виде отдельных порций энергии – фотонов. Следовательно, электромагнитное излучение представляет собой поток особых частиц, называемых фотонами, они обладают корпускулярно-волновым дуализмом – сочетают в себе свойства и частицы, и волны. Энергия фотона рассчитывается по формулам:
, (4.18)
в которые входит постоянная Планка , масса и импульс фотона, длина волны и частота электромагнитного излучения.
Согласно Эйнштейну электрон поглощает фотон. Энергия фотона позволяет электрону выйти из металла (это требует энергии ) с кинетической энергией . Энергия выхода электрона из металла изменяется в зависимости от расстояния, на котором находится электрон внутри металла до его поверхности [4]. Для электронов, вылетающих с поверхности металла, энергия выхода будет минимальной (для каждого металла она имеет определенное значение и называется работой выхода ), а их кинетическая энергия будет соответственно максимально возможной. По закону сохранения энергии для такого процесса можно записать:
|
|
. (4.19)
Выражение (4.19) называется уравнением Эйнштейна для фотоэффекта.