Le photon et l'effet photoélectrique
Le photon est une particule sans masse qui voyage à la vitesse de la lumière c=3,00×108m.s−1. C'est en quelque sorte le "grain" de lumière le plus petit possible.
L'énergie d'un photon se calcule avec la relation de Planck-Einstein : E = h × ν, où h est la constante de Planck (6,63 × 10⁻³⁴ J.s) et ν la fréquence. Plus la fréquence est élevée (UV par exemple), plus le photon est énergétique.
L'effet photoélectrique se produit quand des photons suffisamment énergétiques frappent un métal et en éjectent des électrons. Le bilan énergétique s'écrit : E_photon = W_extrac + E_c max. En gros, l'énergie du photon sert d'abord à arracher l'électron Wextrac, puis le reste devient son énergie cinétique.
💡 Astuce : Einstein a eu le prix Nobel pour ses travaux sur l'effet photoélectrique, pas pour la relativité !
Cette découverte a des applications concrètes partout : cellules photovoltaïques, capteurs d'appareils photo, photodiodes. Le rendement photovoltaïque η = P_elec/P_lum te dit quelle fraction de l'énergie lumineuse est convertie en électricité.