Fotoelektrik etki, ışığın bir maddenin yüzeyine çarpması sonucunda elektronların serbest hale gelmesi olayını ifade eder. Bu olayın açıklanması klasik elektromanyetik teoriden farklı bir model gerektirir. Fotoelektrik etkinin kuantum mekaniği tarafından nasıl açıklandığına dair bazı önemli noktalar:
Fotoelektrik etki, ışığın maddeden elektron çıkarması için minimum frekansa veya enerjiye (eşik frekans veya eşik enerji) gereksinim duyar. Eğer gelen ışığın frekansı bu eşik değerden düşükse, hiçbir elektron çıkarılamaz. Klasik fizikte olduğu gibi, ışığın şiddeti bu olayı etkilemez.
Albert Einstein, ışığın parçacık özelliklerini açıklayan foton teorisini öne sürdü. Buna göre, ışık elektromanyetik dalga olarak değil, enerji paketlerinden oluşan fotonlar olarak yayılır. Her fotonun enerjisi, Planck sabiti (h) ile frekansının (f) çarpımına eşittir (E = hf).
Max Planck'ın Planck sabiti (h) ve enerji frekansı arasındaki ilişki (E = hf), fotoelektrik etkiyi açıklamak için temel bir adımdır. Bir fotonun enerjisi, frekansı arttıkça artar ve bu enerji, madde ile etkileşime girerek elektronların serbest hale gelmesini sağlar.
Kuantum mekaniği, fotoelektrik etkinin ışık şiddeti ve süresiyle değil, fotonların frekansı veya enerjisiyle ilişkili olduğunu gösterir. Yani, yeterince enerjik (yüksek frekanslı) bir fotonun çarpmasıyla elektronlar serbest hale gelir, ışığın şiddeti ise bu süreçte rol oynamaz.
Bu açıklamalar, fotoelektrik etkinin klasik elektromanyetik teoriden farklı bir şekilde, kuantum mekaniği prensipleriyle anlaşıldığını ortaya koymaktadır. Fotoelektrik etki, kuantum mekaniğiyle açıklanan ve ışığın maddeyle etkileşimini partikül (foton) düzeyinde ele alan önemli bir bilimsel fenomendir.
