Фотоэффект - это явление, состоящее в возникновении электрического тока (фототока) через вакуумный зазор между двумя металлическими электродами, при освещении одного из них. Фотоэффект открыт Г. Герцем в 1877 г., а первое систематическое экспериментальное исследование проведено В.С. Столетовым в 1887 г.

Были установлены следующие закономерности:

1. Освещение металла светом приводит к испусканию электронов.
2. Cкорость выбитых электронов не зависит от интенсивности падающего света.
3. Фотоэффект возникает при освещении светом, частота которого больше некоторой характерной для каждого металла частоты n_кр, называемой пороговой частотой красной границей.

Эти экспериментальные данные полностью противоречат классическим представлениям. Согласно классической электродинамике увеличение освещенности сопровождается увеличением напряженности поля [(E)\vec] и, следовательно ростом силы e_o[(E)\vec], действующей на каждый электрон, что должно приводить к увеличению его кинетической энергии. Напротив, увеличение частоты при постоянной освещенности должно было бы вести к уменьшению энергии электронов и к подавлению их выбивания из металла.

А. Эйнштейн (1905 г.), используя введенную им модель фотонов, сформулировал следующие предположения:

1. Поток света описывается моделью фотонов.
2. Поглощение металлом одного фотона может привести к вырыванию из металла только одного электрона.
3. Для удаления любого электрона из металла (на макроскопически большое расстояние) необходимо совершить работу, по величине не меньшую работы A, которая называется работой выхода.

Величина работы выхода зависит от вещества электрода, но не от свойств излучения, и определяется высотой потенциального барьера на границе "металл - вакуум".

Используя закон сохранения энергии можем написать

Пороговая частота определяется условием h n_кр = A. Или

Закон Эйнштейна для фотоэффекта был использован Р. Милликеном (1916 г.) для экспериментального определения величины постоянной Планка, независимого от законов теплового излучения. Он нашел, что h = 6,57·10^-34Дж·c.