Redigerer Fotoelektrisk effekt (avsnitt)

==Einsteins forklaring==

Da Lenard i 1905 mottok nobelprisen i fysikk for sitt arbeid med katodestråler, hadde [[Einstein]] tidligere på året publisert sin egen forklaring av den fotoelektriske effekten. Den hadde et helt annet innhold enn Lenards idéer, men var ikke i overenstemmelse med den vanlige beskrivelsen av lys som elektromagnetiske bølger styrt av [[Maxwells ligninger]]. Av den grunn ble ble den møtt med mye skepsis. Likevel skulle den i årene som fulgte få meget stor betydning for utviklingen av moderne fysikk.<ref name = Pais-2> A. Pais, ''Subtle is the Lord'', Clarendon Press, Oxford (1982). ISBN 0-19-853907-X</ref>

Einstein tok utgangspunkt i [[Plancks strålingslov|teorien for sort stråling]] som Max Planck hadde utviklet fem år tidligere. Den var basert på antagelsen av at elektromagnetisk stråling med frekvens ''&nu;&thinsp;'' kun kan emitteres eller absorberes i små, diskrete [[kvant]] med energi {{nowrap|''E {{=}} h&nu;&thinsp;''}} hvor faktoren ''h'' er [[Plancks konstant]]. Mens Planck mente at selve strålingen likevel skulle beskrives som kontinuerlige, [[elektromagnetisk felt|elektromagnetiske felt]], kom Einstein ved bruk av [[termodynamikk]] frem til at den på noen måter kan beskrives som en [[gass]] bestående av diskrete partikler eller [[foton]]er, hver med energi {{nowrap|''E {{=}} h&nu;''}}. Hvordan lys likevel kan gi opphav til bølgefenomen som [[interferens]] og [[diffraksjon]], lot han være å kommentere.<ref name = Einstein-1>A. Einstein, ''Über einen die Erzeugung und Verwandlung des Lichtes betreffenden heuristischen Gesichtspunkt'', Annalen der Physik '''322''' (6), 132-148 (1905). [http://www.physik.uni-augsburg.de/annalen/history/einstein-papers/1905_17_132-148.pdf PDF] </ref>
 
Absorbsjon av lys kan nå forklares ved at hele energien til et foton overføres til et elektron. Dette er en videreføring av antagelsen til Planck. Da elektroner i [[metaller]] kan bevege seg forholdsvis fritt, kan de dermed motta så mye energi at de frigjøres. Den nødvendige energien eller  ''frigjøringsarbeidet'' ''W'' som kreves for dette, er karakteristisk for hvert materiale og tilsvarer en [[bindingsenergi]] og blir også omtalt som dets «arbeidsfunksjon». 

===Fotoelektrisk ligning===
[[Fil:Photoelectric effect - stopping voltage diagram for zinc - English.svg|thumb|360px|Skjematisk fremstilling av hvordan stoppepotensialet for [[sink]] øker lineært med frekvensen når den er høyere enn for synlig lys.]]

Når et et elektron i mottar en energi ''h&nu;'' som er større enn bindingsenergien ''W'', vil differensen omsettes i kinetisk energi ''K'' til å bevege det ut av materialet. Den maksimale verdi den kan bli, er dermed

: <math> K_{max} = h\nu - W </math>

og kan eksperimentelt bestemmes ved måling av stoppepotensialet ''V''<sub>0</sub>. Det betyr at dette nå er uavhengig av lysintensiteten i overensstemmelse med eksperimentene, men avhenger eksplisitt av lysets frekvens. Denne ligningen til Einstein sier derfor at det
må vokse proporsjonalt med frekvensen ''&nu;&thinsp;'' til lyset. Dermed forklarer den ikke bare målingene til Lenard som viste at det økte med frekvensen, men forutsier også at økningen må være [[lineær]] og gitt ved Plancks konstant. 

I tillegg sier ligningen at frekvensen må være større enn en minimal verdi ''&nu;''<sub>0</sub> = ''W''&thinsp;/''h&thinsp;'' da stoppepotensialet må være positivt. På denne måten forklarte Einstein de viktigste egenskapene ved den fotoelektriske effekten.<ref name = ER/>

Selv om denne beskrivelse var i overenstemmelse med hva som var kjent fra eksperiment, vakte den de første årene liten interesse på grunn av dens radikale antagelser. Til og med Planck var ikke villig til å akseptere at energien til den elektromagnetiske strålingen kunne opptre på denne måten. Da han syv år senere var med å anbefale myndighetene i [[Preussen]] til å ansette Einstein ved [[Kaiser-Wilhelm-Gesellschaft]] i Berlin, beklaget han at Einstein hadde kommet med denne forklaringen av den fotoelektriske effekten.<ref name = Jammer> M. Jammer, ''The Conceptual Development of Quantum Mechanics'', McGraw-Hill, New York (1966). ISBN 0-07-032-275-9. </ref>