Effet Photoélectrique

Figure: Effet Photoelectrique

On constate :

• Il existe un seuil en fréquence $\nu_{\circ}$ pour l'emission des électrons ce seuil dépend de la nature du métal.
• l'effet est instantané.
• L'énergie cinétique des électrons émis : $E_{max} = C\nu + D$ indépendante de l'intensité du rayonnement.
• $i=k\Phi$ L'intensité du courant est proportionnelle au flux lumineux (intensité du rayonnement)

Ces observations sont inexplicables si classiquement on suppose l'énergie est distribuée d'une manière continue dans l'onde incidente. En effet l'emission serait retardée, $E_{max} = f(\Phi)$.

Experience de Leonard (1902)

Interpretation d'Einstein (1905):

• Interprétation en généralisant l'hypothèse de Planck, non seuleument les échanges sont quantifiés, mais aussi l'énergie des particules.
• hypothèse : l'énergie du champ électromagnétique est quantifiée.
• la lumière est constituée de grains : Les photons dont l'énergie est proportionnelle à la fréquence.
• Quelle que soit la distance parcourue par la lumière, celle-ci se présente sous forme de corpuscules d'énergie $E_{\gamma} = h\nu$.

Lorsqu'un photon heurte un électron du métal, il peut lui céder toute son énergie et s'annihiler. l'électron sort du métal si son énergie $E_{e} = h\nu$ est supérieure à son énergie de liaison $W$ dans le métal d'oú :

• l'existence d'un seuil $h\nu - W >~ 0~~\rightarrow~~\nu~>~ \nu_{\circ}=\frac{W}{h}$
• l'émission est instantanée
• $E_{max} = h\nu - W$ énergie cinétique ( $h\nu = W + \frac{1}{2}mv^{2}$)
• $i=k\Phi$

La constante $W$ est caractéristique du métal. la constante $h$ a bien la même valeur que celle déteminée par Planck dans l'expression du spectre du rayonnement du corps noir.