Фотоэлемент чувствителен к определённым частотам света из-за квантовой природы света. 2

Электромагнитное излучение распространяется в пространстве и поглощается веществом в виде порций — световых квантов (фотонов). 1 Чтобы фотон выбил электрон, его энергия должна быть выше некоторого порогового значения. 2

Для каждого вещества существует минимальная частота света, при которой ещё возможен фотоэффект. 15 Эта частота определяет так называемую красную границу фотоэффекта. 15 При меньшей частоте света энергии фотона не хватает для совершения электроном работы выхода, и поэтому фотоэффект отсутствует. 1