Yhteenveto

Sähkömagneettinen säteily 

  • on valonnopeudella etenevää sähkömagneettisen kentän aaltoliikettä, jolla on taajuus f, aallonpituus [[$ \lambda $]]​ ja nopeus c.
  • noudattaa aaltoliikkeen perusyhtälöä: [[$ c=\lambda f $]]​
  • jaotellaan aallonpituuden mukaan eri lajeihin, kuten ultraviolettisäteily, (näkyvä) valo, infrapunasäteily ja mikroaallot.

Musta kappale

  • Musta kappale on ideaalimalli sähkömagneettisen säteilyn lähteelle.
  • Säteily perustuu rakenneosien lämpöliikkeeseen.
  • Mustan kappaleen säteilyn spektri on jatkuva.
  • Spektrin intensiteettimaksimia vastaava aallonpituus on kääntäen verrannollinen kappaleen lämpötilaan Wienin siirtymälain mukaisesti: 
    [[$ \lambda_\text{maks}=\dfrac{k}{T} $]]​, jossa [[$ k=0,002898 \text{m}\cdot \text{K} ​. $]]​

Fotoni

  • Sähkömagneettisen säteilyn energia esiintyy paketteina (kvantteina), joita kutsutaan fotoneiksi. Säteilyllä on siis sekä aalto- että hiukkasluonne.
  • Fotonin energia on suoraan verrannollinen säteilyn taajuuteen: [[$ E=hf $]]​
  • Fotonilla on liikemäärä: [[$ p=h/\lambda $]]​
  • Säteily absorboituu tai emittoituu kokonaisina fotoneina.

Valosähköilmiö

  • Sähkömagneettinen säteily voi irrottaa elektroneja metallista, mikäli sen taajuus ylittää metalllille ominaisen kynnystaajuuden.
  • Valosähköilmiössä fotonin energia muuttuu irrotustyöksi (W0) ja irtoavan elektronin liike-energiaksi: [[$ hf=W_0+E_k $]]​
  • Säteilyn yksittäisen fotonin energian tulee olla irrotustyötä suurempi, jotta valosähköilmiö tapahtuu.

1: Matalataajuuksinen (pitkäaaltoinen) säteily ei synnytä valosähköilmiötä, koska yksittäisen fotonin energia ei riitä irrottamaan elektronia.
2: Kynnystaajuudella fotonin energia on irrotustyön suuruinen, jolloin elektroneja irtoaa.
3: Suurella taajuudella irtoaa elektroneja, joilla on sitä enemmän liike-energiaa, mitä suurempi on säteilyn taajuus.