Независимо от интенсивности света фотоэффект начинается только при определенной (для данного металла) минимальной частоте света, называемой красной границей фотоэффекта

2 и 3законы фотоэффекта нельзя объяснить на основе волновой теории света. Законы получают простое истолкование на основе квантовой теории света. По этой теории, световой поток определяется числом световых квантов (фотонов), падающих в единицу времени на поверхность металла. Каждый фотон может взаимодействовать только с одним электроном (кванты электромагнитного излучения были названы фотонами в 1926г.) Поэтому максимальное число фотоэлектронов должно быть пропорционально световому потоку (1–й закон внешнего фотоэффекта).

Энергия фотона , поглощенная электроном расходуюется на совершение электроном работы выхода А из металла. Оставшаяся часть этой энергии представляет собой кинетическую энергию фотоэлектрона , где кг (масса электрона), а – его скорость. Тогда, согласно закону сохранения энергии, можно записать:

(3)

(3) – уравнение Эйнштейна для внешнего фотоэффекта (1905г.)

Здесь представляет собой максимально возможную кинетическую энергию электрона, вырываемого излучением частотой v. Уравнение (3) все экспериментально установленные законы фотоэффекта. Из уравнения (3) видно, что скорость фотоэлектронов возрастает с увеличением частоты света и не зависит от его интенсивности, т.к. ни А, ни v не зависят от интенсивности света. Этот вывод соответствует 2 – му закону фотоэффекта.

Согласно (3), с уменьшением частоты света кинетическая энергия фотоэлектронов уменьшается (работа А постоянна для данного освещаемого вещества). При некоторой достаточно малой частоте (или ) кинетическая энергия фотоэлектрона станет равной нулю () и фотоэффект прекратится – 3-й закон фотоэффекта. Это произойдет при , т.е. в случае, когда вся энергия фотона расходуется на совершение работы выхода электрона. Тогда или,

(4)

(4) – красная граница фотоэффекта

Из (4) следует, что красная граница зависит от работы выхода, т.е. материала фотокатода. В таблице 1 приведены значения работы выхода А и красной границы фотоэффекта для некоторых металлов:

№ п/п	Металл	,мкм	А, эВ
	Платина	0,235	5,29
	Вольфрам	0,276	4,50
	Цинк	0,290	4,19
	Натрий	0,552	2,25
	Цезий	0,620	1,89