Фотоэлектрические исследования
Ленард начал изучение катодных лучей в 1888 году. Эти лучи были получены в простых, частично откачанных стеклянных трубках. Внутри находились металлические электроды, на которые можно было подать высокое напряжение. Было трудно изучать лучи внутри герметичных стеклянных трубок. Доступ к ним был затруднен, к тому же в трубках оставались молекулы воздуха. Ленард смог сделать небольшие металлические окошки в стекле, достаточно толстые, чтобы выдерживать давление, но достаточно тонкие, чтобы пропускать лучи. Он мог пропускать лучи в лабораторию или в другую камеру, которая была полностью безвоздушной. Эти окна теперь известны как окна Ленарда. Он мог легко обнаружить лучи и измерить их интенсивность с помощью бумажных листов со слоем фосфоресцирующих материалов.
Ленард увидел, что поглощение катодных лучей пропорционально плотности материала, через который они проходят. Это противоречило идее о том, что они являются своего рода электромагнитным излучением. Он также показал, что лучи могут проходить через воздух и рассеиваться им. Это означало, что они должны быть частицами, которые еще меньше, чем молекулы воздуха. Он подтвердил некоторые результаты работы Дж. Дж. Томсона, и это показало, что катодные лучи представляют собой потоки отрицательно заряженных энергичных частиц. Он назвал их квантами электричества или сокращенно квантами, в честь Гельмгольца. Дж. Дж. Томсон называл их корпускулами, но электроны стали повседневным термином. Ленард использовал эти знания вместе с результатами своих и чужих более ранних экспериментов по поглощению лучей в металлах. Он показал, что электроны являются частью атома. Ленард выяснил, что атомы состоят в основном из пустого пространства. Он сказал, что каждый атом состоит из пустого пространства и электрически нейтральных корпускул, называемых "динамидами", каждая из которых состоит из электрона и равного положительного заряда.
Он проводил эксперименты с использованием трубки Крукса. Он показал, что лучи, образующиеся при облучении металлов в вакууме ультрафиолетовым светом, похожи на катодные лучи. Он обнаружил, что энергия лучей не зависит от интенсивности света, но больше для более коротких длин волн света.
Альберт Эйнштейн объяснил это квантовым эффектом. Согласно этой теории, график зависимости энергии катодного луча от частоты будет представлять собой прямую линию с наклоном, равным постоянной Планка h. Это было доказано несколько лет спустя. За эту теорию Эйнштейн был удостоен Нобелевской премии по физике. Ленарду не нравилось внимание, уделяемое Эйнштейну. Он не верил в теории Эйнштейна, включая теорию относительности. Однако он согласился с объяснением Эйнштейна фотоэлектрического эффекта.
За эту работу Ленард получил в 1905 году Нобелевскую премию по физике.
Метеорологический вклад
Ленард был первым человеком, который в 1892 году изучил то, что сейчас называется эффектом Ленарда. Это разделение электрических зарядов, связанное с аэродинамическим разрушением капель воды. Он также известен как электризация брызг или эффект водопада.
Он изучал размер и форму капель дождя. Он построил аэродинамическую трубу, в которой капли воды можно было удерживать неподвижно в течение нескольких секунд. Он обнаружил, что крупные капли дождя не имеют форму слезы, а скорее похожи на булочку для гамбургера.
