Фотоны.

Объяснение основных законов фотоэффекта было дано А. Эйнштейном в 1905 г. Гипотезу Планка об излучении и поглощении света атомами в виде отдельных порций — квантов — с энергией, пропорциональной частоте света, А. Эйнштейн дополнил предположением о дискретности, локализации этих квантов в пространстве. В своей статье «Об одной эвристической точке зрения, касающейся излучения и поглощения света» он писал, что законы фотоэффекта и излучения черного тела «сделаются более понятными, если предположить, что энергия света распределена в пространстве не непрерывно. С точки зрения принятого здесь предположения при распространении вышедшего из какой-либо точки луча света энергия не непрерывно распространяется во все более и более возрастающем пространстве, но состоит из конечного числа локализованных в точках пространства квантов энергии, которые движутся без того, чтобы делиться на части, и могут испускаться и поглощаться только как целое».

Согласно квантовым представлениям, свет — это поток особых частиц — фотонов. Энергия каждого фотона определяется формулой:

Поскольку каждый фотон может излучаться или поглощаться лишь как целое, явление фотоэффекта получает в фотонной теории света простое объяснение: поглощая один фотон, электрон внутри фотокатода увеличивает свою энергию на значение энергии фотона

При электрон может покинуть фотокатод. Если на пути к поверхности фотокатода этот электрон не растратит часть полученной от фотона энергии во взаимодействиях с электронами других атомов, то он выйдет из фотокатода с кинетической энергией:

Это соотношение называют уравнением Эйнштейна. Таким образом, фотонная теория света предсказывает наблюдаемую экспериментально пропорциональность максимальной кинетической энергии фотоэлектронов частоте света, вызывающего фотоэффект.

«Красная граница фотоэффекта» в фотонной теории определяется из условия равенства энергии фотона о работе выхода электронов из фотокатода А:

Становится понятным и отсутствие запаздывания возникновения фототока после начала освещения: фотон, достигший фотокатода, практически мгновенно может освободить из него один электрон. Пропорциональность фототока интенсивности светового потока в фотонной теории просто очевидна.