§ 20. ФОТОН
Фотоэлектрический эффект.
С новыми затруднениями встретилась электромагнитная теория света после открытия в конце XIX в. фотоэлектрического эффекта — явления освобождения электронов с поверхности тел при их освещении.
В то время уже было известно, что атом любого химического элемента содержит положительный электрический заряд, каким-то образом связанный с основной частью массы атома, и отрицательно заряженные электроны, обладающие массой, примерно в 2000 раз меньшей массы самого легкого из атомов — атома водорода. Падение света на любое вещество должно приводить, согласно электромагнитной теории, к возникновению вынужденных колебаний разноименных электрических зарядов, входящих в состав атомов вещества, относительно их общего центра масс.
В первом приближении можно считать, что колеблются под действием переменного электромагнитного поля (света) лишь более легкие частицы — электроны, и частота их вынужденных колебаний равна частоте колебаний в падающей световой волне. Причем под действием света, падающего, например, на поверхность твердого тела, должны приходить в вынужденные колебания одновременно все электроны в слое вещества такой толщины, на какую проникает в него электромагнитная (световая) волна. Когда амплитуда вынужденных колебаний электрона достигает некоторого предельного значения, электрон может преодолеть кулоновские силы притяжения между ним и положительно заряженной частью атома, которому он принадлежит, а также силы притяжения, действующие на него со стороны положительных зарядов остальных атомов твердого тела, и вылететь с поверхности тела. Это может произойти лишь после того, как он получит от электромагнитного поля достаточное количество энергии. Так можно объяснить явление фотоэффекта, исходя из волновой электромагнитной теории света.
