Как свет «выдергивает» электроны?

Как только родилась идея квантов — частиц излучения, испускаемого и поглощаемого тела-ми, — ее тут же взяли на вооружение многие выдающиеся ученые. Например, в 1905 году немецкий физик Альберт Эйнштейн применил теорию квантов к одному очень интересному явлению — фотоэффекту.

Исследовать этот эффект начали еще в 1887 году. А годом позже явление было детально изучено русским физиком Александром Григорьевичем Столетовым. Состояло оно в том, что из металлической пластины при освещении вылетали электроны. Опытным путем были установлены законы фотоэффекта, но причины происходящего выявить не удалось.

Александр Григорьевич Столетов (1839–1896) — российский физик. Предложил важные методы магнитных измерений, изучал газовый разряд. Мировую известность приобрел как исследователь фотоэффекта, установивший его законы. Создал первый фотоэлемент и применил его на практике.

И лишь идея о квантах света, как показал Эйнштейн, поставила все на свои места. Законы получили твердую опору. Выяснилось, что каждая частичка света приносит с собой определенную порцию энергии. А тратится эта энергия на то, чтобы вырвать электрон из металла и сообщить ему энергию движения, то есть кинетическую энергию. Поэтому чем больше частота излучения, тем больше энергия света, тем быстрее выбегают из металла электроны. Из-за этого их энергия выше при облучении пластины фиолетовым светом, нежели красным.

Изучение свойств фотоэффекта дало возможность создать и усовершенствовать фотоэлементы. Это устройства, преобразующие световой поток в электрический сигнал. Их используют, как вы, возможно, догадались, в турникетах метро. А фотоэффект, происходящий в полупроводниках, привел к созданию солнечных батарей.