Fotoelektrische Untersuchungen
Lenard begann 1888 mit dem Studium der Kathodenstrahlen. Diese Strahlen wurden in einfachen, teilweise evakuierten Glasröhren hergestellt. Im Inneren befanden sich metallische Elektroden, über die eine hohe Spannung angelegt werden konnte. Es war schwierig, die Strahlen im Inneren der versiegelten Glasröhren zu untersuchen. Sie waren schwer zugänglich, und es befanden sich noch Luftmoleküle in den Röhren. Lenard war in der Lage, kleine Metallfenster in das Glas zu machen, dick genug, um dem Druck standzuhalten, aber dünn genug, um die Strahlen durchzulassen. Er konnte die Strahlen in das Labor oder in eine andere, völlig luftlose Kammer leiten. Diese Fenster sind heute als Lenard-Fenster bekannt. Er konnte die Strahlen leicht erkennen und ihre Intensität messen, indem er Papierblätter mit einer Schicht aus phosphoreszierenden Materialien verwendete.
Lenard sah, dass die Absorption der Kathodenstrahlen proportional zur Dichte des Materials war, das sie durchquerten. Dies stand im Gegensatz zu der Vorstellung, dass es sich um eine Art elektromagnetische Strahlung handelte. Er zeigte auch, dass die Strahlen durch die Luft hindurchgehen konnten und von dieser gestreut zu werden schienen. Dies bedeutete, dass es sich um Teilchen handeln musste, die noch kleiner als die Moleküle in der Luft waren. Er bestätigte einige der Arbeiten von J.J. Thomson, und dies zeigte, dass Kathodenstrahlen Ströme negativ geladener energetischer Teilchen waren. Er nannte sie Quanten der Elektrizität oder kurz Quanten, nach Helmholtz. J.J. Thomson hatte sie Korpuskel genannt, aber Elektronen wurden zum Alltagsbegriff. Lenard nutzte dieses Wissen, zusammen mit den Ergebnissen seiner und anderer früherer Experimente über die Absorption der Strahlen in Metallen. Er zeigte, dass Elektronen Teile des Atoms sind. Lenard arbeitete heraus, dass Atome meist leerer Raum sind. Er sagte, dass jedes Atom aus einem leeren Raum und elektrisch neutralen Teilchen besteht, die "Dynamide" genannt werden und jeweils aus einem Elektron und einer gleichen positiven Ladung bestehen.
Er experimentierte mit einem Crookes-Rohr. Er zeigte, dass die Strahlen, die durch die Bestrahlung von Metallen im Vakuum mit ultraviolettem Licht erzeugt werden, wie Kathodenstrahlen wirken. Er stellte fest, dass die Energie der Strahlen unabhängig von der Lichtintensität war, aber bei kürzeren Wellenlängen des Lichts größer war.
Albert Einstein erklärte dies als einen Quanteneffekt. Diese Theorie besagt, dass die Darstellung der Kathodenstrahlenergie in Abhängigkeit von der Frequenz eine gerade Linie mit einer Steigung ist, die der Planck'schen Konstante h entspricht. Dies wurde einige Jahre später bewiesen. Einstein wurde für diese Theorie mit dem Nobelpreis für Physik ausgezeichnet. Lenard mochte die Aufmerksamkeit, die Einstein zuteil wurde, nicht. Er glaubte nicht an Einsteins Theorien, einschließlich der Relativitätstheorie. Er stimmte jedoch Einsteins Erklärung des photoelektrischen Effekts zu.
In Anerkennung dieser Arbeit erhielt Lenard 1905 den Nobelpreis für Physik.
Meteorologische Beiträge
Lenard war die erste Person, die 1892 das studierte, was heute als Lenard-Effekt bezeichnet wird. Dabei handelt es sich um die Trennung von elektrischen Ladungen, die mit dem aerodynamischen Aufbrechen von Wassertropfen zusammenhängt. Er ist auch als Sprühelektrisierung oder Wasserfalleffekt bekannt.
Er studierte die Größe und Form von Regentropfen. Er baute einen Windkanal, in dem die Wassertropfen für einige Sekunden stillgehalten werden konnten. Er entdeckte, dass große Regentropfen nicht tränenförmig sind, sondern eher die Form eines Hamburger-Brötchens haben.
