Bepaal de golflengte van het invallende licht. Foto-elektronen worden uit een materiaal gestoten wanneer licht op het oppervlak valt. Verschillende golflengten zullen resulteren in verschillende maximale kinetische energie.
Je zou bijvoorbeeld een golflengte van 415 nanometer kunnen kiezen (een nanometer is een miljardste van een meter).
Bereken de frequentie van het licht. De frequentie van een golf is gelijk aan de snelheid gedeeld door de golflengte. Voor licht is de snelheid 300 miljoen meter per seconde, ofwel 3 x 10^8 meter per seconde.
Voor het voorbeeldprobleem is de snelheid gedeeld door de golflengte 3 x 10^8 / 415 x 10^-9 = 7,23 x 10^14 Hertz.
Bereken de energie van het licht. Einsteins grote doorbraak was de vaststelling dat licht in kleine energiepakketjes kwam; de energie van die pakketten was evenredig met de frequentie. De evenredigheidsconstante is een getal dat de constante van Planck wordt genoemd en is 4,136 x 10^-15 eV-seconden. Dus de energie van een lichtpakket is gelijk aan de constante van Planck x de frequentie.
De energie van de lichtquanta voor het voorbeeldprobleem is (4,136 x 10^-15) x (7,23 x 10^14) = 2,99 eV.
Zoek de werkfunctie van het materiaal op. De werkfunctie is de hoeveelheid energie die nodig is om een elektron los te wrikken van het oppervlak van een materiaal.
Selecteer bijvoorbeeld natrium, dat een werkfunctie heeft van 2,75 eV.
Bereken de overtollige energie die door het licht wordt gedragen. Deze waarde is de maximaal mogelijke kinetische energie van het foto-elektron. De vergelijking, die Einstein heeft bepaald, zegt (maximale kinetische energie van elektronen) = (energie van het energiepakket van invallend licht) minus (de werkfunctie).
Voor het voorbeeld is de maximale kinetische energie van het elektron: 2,99 eV - 2,75 eV = 0,24 eV.
Richard Gaughan, voor het eerst gepubliceerd in 1998, heeft bijgedragen aan publicaties zoals "Photonics Spectra", "The Scientist" en andere tijdschriften. Hij is de auteur van "Accidental Genius: The World's Greatest By-Chance Discoveries." Gaughan heeft een Bachelor of Science in natuurkunde van de Universiteit van Chicago.