L’effet photoélectrique de la lumière
L’effet photoélectrique
En 1886, le physicien allemand Heinrich Rudolf Hertz réalisa expérimentalement qu’un matériau métallique exposé à la lumière pouvait émettre des électrons. Cette découverte fut baptisée au nom de l’effet photoélectrique. Malheureusement, Hertz ne fut pas en mesure d’expliquer théoriquement le phénomène, car certaines caractéristiques de cet effet ne fonctionnaient pas avec la théorie classique de l’électromagnétisme de l’époque.
L’effet photoélectrique externe représente l’émission d’électrons par la surface d’un métal sous l’action de la lumière.
L’effet photoélectrique a été observé pour la première fois en 1887 par Heinrich HERTZ. Dans l’émission thermoélectrique des électrons des métaux, l’énergie nécessaire à un électron pour quitter la surface du métal est donnée par l’agitation thermique; ça peut se passer aussi à des basses températures si le métal est illuminé avec une lumière de longueur d’onde suffisamment petite.
La longueur d’onde de la lumière doit être plus petite qu’une valeur critique, différente pour chaque matériel utilisé comme émetteur. La fréquence minimale correspondant est nommé fréquence de seuil de cette surface.
L’étude de cet effet a conduit à l’établissement de quelques lois :
L’intensité du courant photoélectrique de saturation est proportionnelle avec le flux de la radiation incidente. 106
L’énergie cinétique des photoélectrons émis est linéairement dépendante de la fréquence de la radiation incidente et indépendante de l’intensité de cette radiation.
Il y a une fréquence limite de la radiation incidente nommée “fréquence de seuil photoélectrique” (le seuil rouge de l’effet photoélectrique) sous lequel l’effet photoélectrique ne se produit plus; cette fréquence est dépendante de la nature de la surface irradiée.
L’effet photoélectrique est pratiquement instantané (moins de 10-9s).
Ces lois expérimentales sont en contradiction avec la théorie