Fotoelektrični efekt i de Broglieva valna duljina

Fotoelektrični efekt je pojava kojom opisujemo izbijanje elektrona iz metala pod utjecajem elektromagnetskog zračenja. Energiju elektromagnetskog zračenja (svjetlosti) \(E_f\) čine fotoni, a ona se troši na izlazni rad metala \(W_i\) i kinetičku energiju izbijenog elektrona \(E_k\).

Energija zračenja mora biti veća od izlaznog rada metala da bi došlo do fotoelektričnog efekta. Minimalnu frekvenciju za koju dolazi do fotoelektričnog efekta zovemo granična frekvencija \(f_g\) i vrijedi:

Izbijene elektrone možemo zaustaviti nekom razlikom potencijala koju zovemo zaustavni napon \(U\). Taj je zaustavni napon iznosom jednak kinetičkoj energiji u elektronvoltima.

Fotoelektrični efekt možemo opisati i izrazom:

Broj izbačenih elektrona ne ovisi o valnoj duljini nego samo o intenzitetu upadnog zračenja. Povećanjem intenziteta povećavamo broj izbačenih elektrona iz metala.

Fotoelektrični efekt pokazuje da svjetlost uz valna ima i čestična svojstva (roj fotona). Relaciju kojom povezujemo valna svojstva (valnu duljinu) i čestična svojstva (količinu gibanja) zovemo de Broglieva relacija i opisujemo izrazom:

Pripadnu valnu duljinu zovemo de Broglieva valna duljina.