L'énergie du photon se donne par E = hc / λ = hν. Avec h la constante de Planck très utile dans les domaine de physique des particules et mécanique quantique, ν la fréquence de l'onde de la lumière et λ sa longueur d'onde décrivant la couleur de la lumière.
On connaît la relation E = hν avec ν en 1/s et E en J, donc pour que J = h /s il faut h = J.s
Si on abaisse le niveau d'énergie de l'électron, il faut une création d'énergie ailleurs, car l'énergie ne se perd pas. Donc un photon est émis, car une absorption de photon serait une autre diminution d'énergie. De plus, un atome ne peut pas émettre de bruit de cette manière.
L'effet photoélectrique consiste à créer une source de courant électrique en expulsant un électron de son atome vers un circuit électrique. Pour cela, il faut que l'électron dépasse le niveau d'énergie de son état excité maximale, donc un photon doit être absorbé pour lui fournir de l'énergie.
Si l'énergie du photon est supérieure à celle nécessaire à extraire le photon, cela marchera quand même ! Et c'est même rassurant car sinon la quantité de photons utilisable dans la nature serait grandement réduite.
Et oui ! Une formule nous donne E = Φ + Ec. avec E l'énergie du photon, Φ le travail d'extraction de l'électron et donc Ec le reste en énergie qui sera une énergie cinétique.
Les panneaux solaire via leurs cellules photovoltaïques ont la capacité, avec des photons d'énergie suffisante les frappant, d'éjecter un électron et ceci en grande quantité, ce qui crée un courant électrique.
Si on utilise plus de puissance lumineuse sans en créer, on baisse le rendement en divisant donc par Pr. Tandis que si on produit plus de puissance utilisable, on augmente le rendement, donc on multiplie par Pu.
Albert Einstein a bien obtenu le prix Nobel en 1922 pour ses travaux sur l'effet photoélectrique et non pas sur ses découvertes les plus célèbres portant sur la relation mondialement connue E = mc² !
En effet, même si m.v donne la quantité de mouvement de tout corps massique, le photon lui ne possède pas de masse théorique, donc pour parler de quantité de mouvement (ou de d'impulsion) pour un photon, on introduit la relation dite de De Broglie p = h / λ.
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