FOTOELEKTRİK OLAY
Havası alınmış saydam bir kabın içinde 2 adet elektrot (katot ve anot) bulunsun. (Şekil 1) Yüzeyi metalle kaplanan (örneğin Sezyum) katot üzerine ışık düşünce, devreden geçen bir akım ampermetre ile ölçülür.


Şekil 1: Fotoelektrik deney düzeneği
Bu akım nasıl oluşur?
Elektronlar katottan, düşen ışık yardımıyla sökülürler. Daha sonra pozitif yüklenmiş anot tarafından çekilirler. Katotta elektron salınması nedeniyle oluşan elektron eksikliği, ampermetre üzerinden elektronların akmasına neden olur. Bunun sonucunda devreden geçen bir akım If (fotoakım) ölçülür.
Metal yüzeyinden bu şekilde elektron sökülmesine fotoelektrik olay veya ışık elektrik etkisi, sökülen elektronlara da foto elektronlar denir.
Elektronlar, metal yüzeyinden ancak gerekli enerjiye ulaştıklarında kurtulabilirler. Bu enerjiye bağlanma enerjisi Eb veya eşik enerjisi denir. Bu, metaller için ayırıcı (karakteristik) bir özelliktir. (Tablo 1) Genellikle atom ve molekül fiziğinde, bu enerji elektron volt (eV) birimiyle ifade edilir.

Öncelikle bu deneyden çıkaracağımız sonuç; akım şiddetinin yani birim zamanda salınan elektron sayısının, düşen ışığın aydınlatma şiddetiyle artmasıdır. (Şekil 2)

Şekil 2: Fotoakımın, ışığın şiddetiyle değişmesi
Foto elektronların kinetik enerjilerini ölçmek için, fotoselin elektrotlarının kutuplarını değiştirelim. Böylece oluşan elektrik alanından dolayı (başlangıçta pozitif elektrot şimdi negatif olduğundan), artık foto elektronlar yavaşlayacaklardır. Gerilimi artırdıkça bu yavaşlama artacaktır. Belli bir gerilim değerine ulaşıldığında ise artık devreden fotoakım geçmeyecektir. (If = 0) Gerilimin bu değerine, kesme potansiyel farkı denir ve Vk ile gösterilir.(Şekil 2) Bu durumda en hızlı elektronun kinetik enerjisi, tamamıyla sonradan oluşturulan elektrik alanını yenmek için harcanmıştır. Yani en hızlı foto elektronun kinetik enerjisi Ekxn(mak.) = e Vk dir.