Работа, которую нужно затратить для удаления электрона из твердого тела в вакуум, называется работой выхода

Укажем две причины возникновения работы выхода:

1. Если электрон удаляется из металла, то в том месте, которое электрон покинул, возникает избыточный положительный заряд и электрон притягивается к индуцированному им самим положительному заряду.

2. Электроны покидая металл, создают над поверхностью металла «электронное облако», плотность которого быстро убывает с расстоянием. Это облако вместе с наружным слоем положительных ионов решетки образуют двойной электрический слой, поле которого подобно полю плоского конденсатора. Это поле препятствует выходу свободных электронов.

Таким образом, электрон при вылете из металла должен преодолеть задерживающее его электрическое поле двойного слоя. Разность потенциалов в этом слое (поверхностный скачок потенциала) зависит от работы выхода электрона из металла: . Если принять потенциал поля среды вне металла равным нулю, то потенциал металла положителен и равен D j. Потенциальная энергия свободного электрона внутри металла равна и является относительно вакуума отрицательной. Электроны проводимости находятся на дне потенциальной ямы.