1887. немачки научник Херц је открио утицајсветлост до електричног пражњења. Проучавајући варничко пражњење, Херц је открио да ако је негативна електрода осветљена ултраљубичастим зрацима, пражњење се јавља при нижем напону на електродама.
Даље је утврђено да када се осветли светлошћуелектрични лук негативно наелектрисане металне плоче спојене на електроскоп, стрелица електроскопа је спуштена. Ово је указивало да метална плоча осветљена електричним луком губи свој негативни набој. Метална плоча не губи позитивно наелектрисање када је осветљена.
Губитак негативног електричног набоја металним телима када су осветљени светлосним сноповима назива се фотоелектрични ефекат, или једноставно фотоелектрични ефекат.
Физику овог феномена од 1888. године проучава познати руски научник А.Г. Столетов.
Столетов је проучавао фотоелектрични ефекат накористећи поставку која се састоји од два мала диска. Чврста цинк плоча и танка решетка постављене су вертикално једна наспрам друге, формирајући кондензатор. Његове плоче су спојене на полове извора струје, а затим осветљене светлошћу електричног лука.
Светлост је слободно продирала кроз мрежу на површину чврстог цинковог диска.
Столетов је открио да ако се цинк премазкондензатор је прикључен на негативни пол извора напона (то је катода), а затим галванометар укључен у коло показује струју. Ако је катода мрежа, онда нема струје. То значи да осветљена цинк плоча емитује негативно наелектрисане честице, које одређују постојање струје у процепу између ње и мреже.
Столетов, проучавајући фотоелектрични ефекат, чија је физика билакоји још није откривен, он је за своје експерименте узео дискове направљене од различитих метала: алуминијума, бакра, цинка, сребра, никла. Повезујући их на негативни пол извора напона, посматрао је како под дејством лука настаје електрична струја у колу његове експерименталне поставке. Ова струја се назива фотоструја.
Са повећањем напона између плоча кондензатора, фотоструја се повећавала, достижући своју максималну вредност при одређеном напону, која се назива фотоструја засићења.
Проучавајући фотоелектрични ефекат, чија је физика нераскидиво повезана са зависношћу фотострује засићења од вредности светлосног тока који пада на катодну плочу, Столетов је установио следећи закон: фотоструја засићења ће бити директно пропорционална светлосном флуксу који пада на металну плочу.
Овај закон се зове Столетов.
Касније је откривено да је фотоструја ток електрона истргнутих из метала светлошћу.
Теорија фотоелектричног ефекта нашла је широку практичну примену. Тако су настали уређаји засновани на овом феномену. Зову се фотоћелије.
Фотоосетљиви слој – катода – покривачискоро цела унутрашња површина стакленог балона, са изузетком малог прозора за приступ светлости. Анода је, с друге стране, жичани прстен причвршћен унутар цилиндра. У боци је вакуум.
Ако спојите прстен на позитивни полбатерија, а фотоосетљиви метални слој кроз галванометар са својим негативним полом, онда када се слој осветли одговарајућим извором светлости, струја ће се појавити у колу.
Можете потпуно искључити батерију, али чак и тада мипосматраћемо струју, само веома слабу, пошто ће само незнатан део електрона извучених светлошћу пасти на жичани прстен – аноду. Да би се побољшао ефекат, потребан је напон реда 80-100 В.
Фотоелектрични ефекат, чија се физика користи у таквимелементи се могу посматрати коришћењем било ког метала. Међутим, већина њих, као што су бакар, гвожђе, платина, волфрам, осетљива је само на ултраљубичасте зраке. Сами алкални метали - калијум, натријум и посебно цезијум - такође су осетљиви на видљиве зраке. Користе се за производњу катода за фотоћелије.
