電磁波（可視光）を受けた表面（通常はアルカリ金属）が電子を放出する現象で、1887年にヘルツとホールワックスによって火花放電型発電機の実験中に発見されました。 ヘルツは、可視光や紫外線を当てると火花放電の感度が上がることを発見し、明らかに光に電気的効果があることを突き止めた。 ヘルツの発見から間もない1899年、イギリスの物理学者J.J.トムソンが、金属表面に紫外線を当てると、表面から電子が放出されることを示した。 1902年、ハンガリーの物理学者フィリップ・レナードが光電効果を初めて定量的に測定した。 彼は、放出された個々の電子のエネルギーが光の周波数（これは色に関係する）により増加することを観察した。

これは興味深いことですが、光が伝播する静止した媒体（発光エーテル）の存在を仮定した古典的電磁波理論ではほとんど説明がつきません。 1905年、アインシュタインは、光電効果、ブラウン運動、特殊相対性理論、質量とエネルギーの等価性についての4つの画期的な論文を発表しました。 これらの論文は『Annalen der Physik』誌に掲載され、現代物理学の基礎に大きく貢献した。 光電効果に関する論文（”On a Heuristic Viewpoint Concerning the Production and Transformation of Light”）では、光を連続した波ではなく、離散的な量子（das Lichtquant）で構成されると説明し、パラドックスを解決した。この理論は、光エネルギーは量子と呼ばれる離散した量だけ吸収または放射されるとするプランクの黒体放射理論に基づいて構築された。 光子のエネルギーは、その周波数（ν）にプランク定数（h）をかけたもの、あるいは波長（λ）と光速（c）を用いたものに等しいとされています。

E=hc/λ=hν

（材料ごとに固有の）しきい周波数以上の各光子は、単一の電子を放出するためのエネルギーを持ち、観測された効果を生じさせます。 アインシュタインの理論では、放出される電子の最大運動エネルギーは、入射光の周波数にのみ依存し、その強度には依存しないことが予測されています。 2倍の光（高輝度）を照射すると、2倍の光子となり、より多くの電子が放出されるが、それらの個々の電子の最大運動エネルギーは変わらないのである。 光電効果の実験は、1915年にロバート・ミリカンによって盛んに行われ、ロバート・ミリカンはアインシュタインの予言が正しいことを示した。 この発見は物理学における量子革命に貢献し、アインシュタインは1921年にノーベル物理学賞を受賞した

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