4) безінерційність фотоефекту. встановлено, що фотострум з'являється і зникає разом з освітленням, запізнюючись не більше ніж
Якісне пояснення з хвильової точки зору на перший погляд не представляє труднощі. Справді це пояснення могло б виглядати так; падаюча електромагнітна хвиля викликає вимушені коливання електронів в металі; при резонансі між власним бажанням періоду коливання електронів і періоду падаючої хвилі амплітуда електрона стає настільки великий що він може вирватися за межі поверхні металла.Очевідно. що якщо ця картина вірна. то кінетична енергія з якою електрон залишає метал. повинна взаімствоваться у падаючої хвилі. і тому природно очікувати. що енергія фотоелектронів повинна знаходитися в прямому зв'язку з інтенсивності падаючого світла .Многочісленние досліди показали, що енергія фотоелектронів абсалютно не залежить від інтенсивності світла. підвищення інтенсивності збільшує лише кількість фотоелектронів і при тому в кількості строго пропорцианально інтенсивності -но не їхня швидкості. Останнє залежить від частоти падаючого світла. а саме. зі збільшенням частоти лінійно зростає енергія фотоелекторонов .Все ці закони фотоефекту представляються незрозумілими з точки зору хвильової природи світла. Незалежність енергії фотоелектронів від інтенсивності світла намагалися об'яснітьтем що світла приписувалося роль "спускавого механізму" тобто передбачалося. що електрон набирає свою енергію не за рахунок падаючої хвилі, але за рахунок теплових рухів в металі, так що роль світла зводиться тільки до звільнення електрона.Однако при цьому залишається абсолютно не зрозумілим вплив частоти світла і крім того, якби це було вірно фотоефект дожен був би сильно залежати від температури металу, чого насправді нет.Обьясненіе основних закономірностей фотоефекту було дано на основі фотонної теорії світла (Ейнштейна, 1905 р). Фотон, що володіє енергією поглинається електроном фотокатода в одиничному акті взаємодії, підвищуючи його енгергію на величину Якщо до поглинання фотона кінетична енергія електрона була, де межа Фермі, а - позитивна чи негативна добавка, то після поглинання його енергія стане рівною Якщо імпульс такого електрона буде спрямований до поверхні, то, втративши по дорозі енергію, електрон может досягти поверхні металу і вилетіти з катода.
Після подолання на поверхні металу потенційного порога електрон понесе з собою кінетичну енергію, рівну
або з огляду на, що
наібольщей кінетичної енергією при даном, очевидно, будуть мати ті електрони, для яких втрати по шляху рівні нулюб тобто
Якщо знехтувати енергією теплового збудження електрона, то
(Рівняння Ейнштейна). при по цій теорії фотоефект неможливий. Таким чином, значення визначає найменшу частоту фотоактивних фотонів (червону кордон фотоефекту для даного катода). Рівняння (2) тепер можна записати в вигляді
Співвідношення Ейнштейна (2) лежить в основі ряду фотоелектричних методів вимірювання роботи виходу фотокатодов. Наприклад, велічену c можна визначити, вимірюючи в сферичному конденсаторі (при) істину різниця потенціалів катод-колектор, при якій фототок припиняється. Дійсно (з урахуванням контактної різниці потенціалів)
тобто при заданому можемо обчислити і далі визначити зі співвідношення
Закон Ейнштейна як показала експериментальна перевірка, строго виконується для будь-яких
фотокатодов, в тому числі і для складних) Для металів закон Ейнштейна вперше подвердить на досвіді Р.Міллікен, але найбільше точне дослідження було виконано П.І.Лукірскім і С.С. Прілежаєвой, які застосували метод гальмуючого поля між сферичними електродами, раніше розроблений П.І.Лукірскім. Нехай в системі двох концентричних сферичних електродів емітером служить внутернняя сфера розглянемо електрон, що вилетів з точки А під прямим кутом до радіуса ОА, і припустимо спочатку, що напруга між електродами відсутнє. Електрон рухається з постійною швидкістю, і в міру наближення до зовнішнього електрода радіальна складова швидкості зростає. а складова, перпендикулярна до радіуса, зменшується, і в точці прибуття У
Якщо між електродами докладено напруга, то електричне поле радіально і воно змінює лише а залишається такою ж, як в отсуствіє поля. Значить, в точці прибуття тангеціального електрона енергія, пов'язана з складової, дорівнює