Valosähköilmiötä tutkittiin kohdistamalla sinkkilevyyn ultraviolettivaloa. Irronneiden fotoelektronien synnyttämä sähkövirta saatiin lakkaamaan 0,98 V:n pysäytysjännitteellä. Kuinka suuri oli valon aallonpituus?

Valosähköilmiössä metalliin absorboituvan fotonin energia muuttuu irrotustyöksi ja irronneen elektronin liike-energiaksi:

[[$ \quad hf=W_0​​+ E_\text{K} $]]

Fotonin energia voidaan ilmaista aallonpituuden avulla. Sähkökenttä tekee työn [[$W = QU=eU = 0,98\text{ eV}$]], joka on yhtä suuri kuin elektronien liike-energia, jolloin elektronit pysähtyvät:

[[$ \quad \dfrac{hc}{\lambda}=W_0+eU$]]

Ratkaistaan aallonpituus. Sinkin irrotustyön taulukkoarvo on 4,34 eV. Saadaan

[[$\begin{align*} \quad hc&=\left(W_0+eU\right)\lambda \\ \ \\ \lambda &=\dfrac{\quad hc}{W_0+eU}=\dfrac{4{,}136\cdot 10^{-15}\ \mathrm{eVs}\cdot 2{,}998\cdot 10^8\ \mathrm{m/s}}{4{,}34\ \mathrm{eV}+\mathrm{0{,}98\ eV}}=2,33\dotso\cdot 10^{-7}\text{ m}\approx 230\ \mathrm{nm} \\ \end{align*}$]]

 

Takaisin