پدیده فوتوالکتریک
قبلاً پدیده فوتوالکتریک و ناتوانی فیزیک کلاسیک در توجیه آن را بیان کردیم.(در پست بعدي مشاهده كنيد) در اینجا این پدیده را به‌طور مفصل مورد تجزیه و تحلیل قرار می‌دهیم و چگونگی توجیه آن توسط فیزیک کوانتومی را بیان می‌کنیم.
در سال ١٢٦٨ هجری خورشیدی (١٨٨٧ م) هانریش هرتز دانشمند آلمانی در حین انجام آزمایش متوجّه شد که تاباندن نور با طول موج‌های کوتاه مانند امواج فرابنفش به کلاهک فلزی الکتروسکوپ با بار منفی باعث تخلیه الکتروسکوپ می‌شود وی با انجام آزمایش‌های بعدی نشان داد که تخلیه الکتروسکوپ بخاطر جدا شدن الکترون از سطح کلاهک فلزی آن است.
برای بررسی بیشتر پدیده فوتوالکتریک می‌توان دستگاهی مطابق شکل زیر تهیه کرد و دست به آزمایش زد. این دستگاه شامل دو الکترودو
است که داخل یک محفظه خلاء قرار دارند. این دو الکترود به یک منبع ولتاژ قابل تنظیم در خارج محفظه وصل شده اند.
اگر بین این دو الکترود، اختلاف پتانسیل برقرار شود، هیچ جریانی در مدار برقرار نمی‌شود؛ حتی اگر ولتاژ خیلی بالا باشد؛ ولی اگر نور تکفام با بسامد مناسب بر الکترود
به نظر شما با توجّه به دستگاهِ آزمایشِ بالا، چه مواردی را می‌توان بررسی و تحلیل کرد؟
به عبارتی چه چیزهایی را می‌توان آزمایش کرد و رابطه بین چه متغیّرهای را بررسی کرد؟
یکی از مواردی که می‌توان در دستگاه بالا آن را بررسی کرد رابطه بین ولتاژ دو سر الکترود و جریان برقرار شده در مدار است.
همچنین مورد جالب دیگر اینست که ببینیم آیا هر نوری با هر بسامدی قادر به کندن الکترون از الکترود
و آیا جنس الکترود
در اولین گام، ارتباط بین جریان () و ولتاژ دو سر الکترودها را مطالعه می‌کنیم.
آزمایش نشان می‌دهد وقتی نوری با بسامد مناسب به الکترود
همانطور که در نمودار بالا می‌بینید وقتی ولتاژ صفر است باز در مدار جریان برقرار است. به نظر شما این نشان دهنده چیست؟
جواب:
با توجّه به اینکه از اختلاف پتانسیل برای ایجاد میدان الکتریکی استفاده می‌شود و همچنین میدان الکتریکی با وارد کردن نیرو به فوتوالکترون‌ها، آنها را به الکترود
وقتی فوتوالکترون‌ها بدون حضور میدان الکتریکی از الکترودقطع شود. چنین ولتاژی را ولتاژ متوقف کننده (یا ولتاژ ترمز) می‌گویند و چنانچه ولتاژ از این مقدار کمتر باشد جریانی در مدار برقرار نمی‌شود.
جواب:
تابیدن نور باعث می‌شود تعدادی معین و محدود الکترون از سطح الکترود جدا شوند که بعضی از آنها بخاطر داشتن انرژی جنبشی مناسب (در غیاب اختلاف پتانسیل هم) به الکترود
به نظر شما اگر انرژی نور فرودی تغییر کند تغییری در نمودار ایجاد می‌شود؟ ولتاژ متوقف کننده تغییر می‌یابد؟ حداکثر جریان چطور؟
آزمایش نشان می‌دهد که شکل منحنی برای انرژی‌های تابشی مختلف تغییر زیادی نمی‌کند و ولتاژ متوقف کننده نیز ثابت می‌ماند، ولی همانطور که در شکل زیر می‌بینید حداکثر جریان عوض می‌شود، به‌طور مثال اگر انرژی فرودی کم شود حداکثر جریان ایجاد شده در مدار کاهش می‌یابد. در شکل زیر انرژی فرودی در حالت "ب" نصف انرژی فرودی در حالت "الف" است.
در شکل زیر (الف و ب) نتایج اندازه‌گیرها برای نشان دادن تأثیر انرژی نور فرودی روی جریان مدار، آمده است. به الکترود
ب الف
جواب:
با توجّه به اینکه تغییر انرژی فرودی، شدت جریان مدار را تغییر می‌دهد می‌توان گفت تغییر انرژی فرودی باعث تغییر در تعداد الکترون‌های جدا شده از سطح الکترود
همانطور که قبلاً گفته شد موج فرودی با هر بسامد دلخواه قادر به جدا کردن الکترون از الکترود
در دو شکل زیر (الف و ب) نتایج اندازه‌گیری شدت جریان بر حسب ولتاژ منفی آمده است. در حالت "الف" به الکترودو در حالت "ب"
است، بنابراین ولتاژ متوقف کننده به بسامد نور فرودی وابسته است.
بنابراین با کاهش بسامد نور فرودی ولتاژ متوقف کننده نیز کم می‌شود تا در بسامدی معینولتاژ متوقف کننده صفر می‌شود. در این بسامد دیگر پدیده فوتوالکتریک اتفاق نمی‌افتد و به همین علت این بسامد
به نظر شما ولتاژ متوقف کننده به جنس الکترود
رابرت میلیکان طی ١٠ سال با انجام آزمایش‌های دقیق روی فلزات متفاوت این نظر را تأیید کرد و به این نتیجه رسید که ولتاژ متوقف کننده به جنس الکترود
منبع : تبيان
جواب بصورت نقل قول
وارد می‌کند، بر اثر این نیرو الکترون‌ها شتاب می‌گیرند. 
و هنگام رسیدن به الکترود 
را داشته باشند آنگاه می‌توان گفت: 
باشد آنگاه کار نیروی الکتریکی روی الکترون برابر است با: 
طبق دو رابطه قبل می‌توان گفت: 
. 
بنابراین با داشتن ولتاژ متوقف کننده می‌توان به حداکثر انرژی جنبشی که الکترون‌ها پیدا می‌کنند، پی برد. 
حداکثر انرژی جنبشی فوتوالکترون‌ها به ولتاژ متوقف کننده بستگی دارد اما همانطور که در نمودارهای قبلی دیدید ولتاژ متوقف کننده مستقل از مقدار انرژی ورودی است و فقط به بسامد نور بستگی دارد. 