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L'effet photoélectrique est le passage de courant électrique dans un matériau lorsque celui-ci est exposé à la lumière de fréquence suffisamment élevée.
Il a été découvert en 1887 par Heinrich Hertz qui en publia les résultats dans Annalen der Physik, 33, 1887, p983.
Bien que l'effet en lui-même était connu depuis un certain temps, Albert Einstein fut le premier à expliquer qu'il était provoqué par l'absorption de photons, le quantum de lumière, lors de l'interaction du matériau avec la lumière.
Dans l'effet photoélectrique, on éclaire une plaque de métal et celle-ci émet des électrons. Les électrons ne sont émis que si la fréquence de la lumière est suffisamment élevée (la limite dépend du matériau), alors que leur nombre, qui détermine l'intensité du courant, est déterminé par l'intensité de la source lumineuse.
Cet effet peut difficilement être expliqué lorsque considère que la lumière est une onde. En effet, si l'on considère la lumière comme un onde, en augmentant son intensité, on devrait fournir suffisamment d'énergie au matériau pour en libérer les électons. L'expérience montre que l'intensité n'est pas le seul paramètre, et que le transfert d'énergie provoquant la libération des électrons ne peut se faire qu'à partir d'une certaine fréquence.
L'interprétation de Einstein, l'absorption d'un photon, permettait d'expliquer parfaitement toutes les caractéristiques de ce
phénomène. Les photons de la source lumineuse possèdent une énergie caractéristique déterminée par la fréquence de la lumière.
Lorsqu'un électron du matériau absorbe un photon et que l'énergie de celui-ci est suffisante, l'électron est éjecté; sinon
l'électron ne peut s'échapper du matériau. Comme augmenter l'intensité de la source lumineuse ne change pas l'énergie des photons
mais seulement leur nombre, on comprend aisément que l'énergie des électrons émis par le matériau ne dépend pas de l'intensité de
la source lumineuse.
Les panneaux solaires et les cellules photovoltaïques utilise l'effet photoélectrique pour générer directement de l'énergie électrique à partir de la lumière du Soleil.
H. Herz, Annalen der Physik, 33, 1887, p983
