L'effet photoélectrique est un phénomène d'extraction des électrons sous l'action d'une réaction lumineuse.

Les lois de l'effet photoélectrique

Une cellule photoémissive est une ampoule de verre transparente à ultraviolet scellé et dans laquelle on a fait un vide poussé. Elle est constituée d'une cathode métallique C et d'une anode.
Si on envoie sur la cellule une lumière monochromatique de longueur d'onde de plus en plus petite, on constate qu'il y'a apparition d'un courant dans le circuit pour toute longueur d'onde.

Remarque:

• L'effet photoélectrique est instantané. La déviation du mini Ampèremètre est immédiate dès que la cellule est convenablement éclairée et cesse avec l'illumination.
• Si on change le métal de la cathode, la fréquence seuil change également.
• Si on fait varier la tension U du générateur, l'intensité I du courant augmente avec U

A partir d'une certaine valeur de la tension tous les électrons monochromatiques atteignent l'anode. L'intensité I n'augmente plus, elle a atteint sa valeur maximale I_S (intensité de saturation)

L'effet photoélectrique ne dépend pas de la puissance lumineuse en priori. Mais si la loi du seuil est satisfaisante alors le courant de saturation dépend de la puissance lumineuse.
Quelque soit la puissance lumineuse, l'intensité de saturation s'annule pour une valeur négative de la tension U₀ et in pose:
½m.V₂=e.U₀ W=W₀+E_C
|e|=1,6x10^{-19C ; m=9,1x10-31}Kg
V(m/s): vitesse de sortie des électrons de la cathode.
U₀ permet de connaître l'énergie cinétique de l'électron à la sortie du métal. Cette énergie cinétique est indépendante de la puissance de la puissance rayonnante reçue par la cathode mais elle est plutôt une fonction croissante de la lumière incidente.

Hypothèse des photons

Pour qu'un électron puisse être extrait sous l'action d'une radiation convenable il doit absorber une énergie. Cette énergie doit au moins être égale à l'énergie d'extraction W₀ et l'électron du métal.

Pour un rayonnement monochromatique de fréquence v l'énergie transportée est E=hv. Un rayonnement de lumière monochromatique de fréquence v est considéré comme un flux de particule relativiste nommé photon. Chacun de ces photons transporte un quantum w=hv. On montre que W=W₀+E_C ; E_C=½mV²
L'électron extrait suite au choc avec le photon quitte le métal c'est-à-dire il part de la cathode avec une énergie cinétique maximale