Механизм взаимодействия атома и фотона при фотоэффекте заключается в том, что падающий фотон взаимодействует со связанным в атоме электроном и передаёт ему свою энергию. 3 Электрон получает кинетическую энергию и покидает атом, а атом остаётся в возбуждённом состоянии. 3

Соотношение длин волн фотона и атома при этом следующее: атом может поглощать только те фотоны, у которых энергия (зависящая от длины волны/частоты) соответствует разности энергий энергетических уровней атома. 2 Если в атоме не реализуется устойчивое состояние, соответствующее переходу из менее энергичного состояния, то переход произойти не может. 2

Также известно, что электроны с энергией 100 эВ имеют дебройлевскую длину волны примерно 0,1 нм, что порядка размера атома и расстояний между атомами в кристаллической решётке. 4