زمانی که نور با یک سطح فلزی برخورد میکند، الکترونها از سطح فلزی ساطع میشوند. به این اثر، اثر فوتوالکتریک یا photoelectric effect گفته میشود.
این اثر، با سطوح از جنسهای مختلف قابل مشاهده است، اما در سطوح فلزی راحتتر مشاهده میشود. اگر بخواهیم بسیار ساده به این موضوع نگاه کنیم، فوتونهای نور که حامل انرژی هستند، با برخورد با اتمهای سطح فلزی، به الکترونهای این اتمها انرژی داده و بدین شکل، الکترونها به بیرون پرتاب میشوند. اثر فوتوالکتریک در سال ۱۸۸۷ توسط هاینریش هرتز کشف شد. اینشتین در سال ۱۹۰۵، توانست با یک تفسیر کوانتومی از نور، علت وقوع این اثر را توضیح دهد. اما چیزی که در اینجا علاقه دارم به آن بپردازم، توضیح دقیق این اثر و علت آن نیست. بلکه یک کاربرد بسیار ساده از این اثر مدنظر است.
احتمالا تاکنون این سوال برای شما نیز ایجاد شده است که یک دتکتور دود چگونه کمترین میزان دود را در یک ساختمان تشخیص میدهد. در واقع اساس عملکرد دتکتورهای دود، همین اثر فوتوالکتریک است. درون یک دتکتور دود یک سلول نوری تعبیه شده است. یک سلول نوری، یک محفظهی خلاء است که در یک طرف آن، یک صفحهی فلزی و در سمت دیگر یک الکترود قرار داده شده است. این صفحهی فلزی و الکترود، با یک سیم خارج از محفظهی خلاء به یک ولتسنج متصل شده است و بدین شکل، یک مدار الکتریکی ایجاد میشود. هنگامی که نور با طول موج مشخص وارد سلول نوری میشود و به صفحهی فلزی برخورد میکند، الکترونها از سطح فلزی جدا شده و به سمت الکترود میروند و بدین شکل یک جریان الکتریکی ایجاد میشود و ولتسنج، یک اختلاف ولتاژ را نشان میدهد.