El razonamiento se basa en la conservación de la energía, aplicada al efecto fotoeléctrico. Cuando un fotón incide sobre una superficie metálica, su energía $E_{fotón}$ se utiliza para dos fines:1. Vencer la función de trabajo ($\phi$ o $W_0$) del metal, que es la energía mínima necesaria para que un electrón escape de la superficie. Esta energía es característica de cada metal.2. Si la energía del fotón es mayor que la función de trabajo, la energía restante se convierte en la energía cinética máxima ($E_{c,max}$) de los electrones emitidos (fotoelectrones).Esta relación se expresa mediante la ecuación de Einstein para el efecto fotoeléctrico:

Donde:• $E_{fotón} = hf$ (energía del fotón, donde $h$ es la constante de Planck y $f$ es la frecuencia de la luz incidente).• $W_0 = hf_0$ (función de trabajo, donde $f_0$ es la frecuencia umbral del metal).• $E_{c,max} = \frac{1}{2}mv_{max}^2$ (energía cinética máxima de los electrones emitidos).De esta ecuación se deduce que la energía cinética máxima de los electrones emitidos es siempre menor que la energía de los fotones incidentes, ya que una parte de la energía del fotón se consume en la función de trabajo $W_0$ para liberar al electrón del metal. Solo si $W_0 = 0$ (lo cual no ocurre físicamente), la energía de los electrones sería igual a la de los fotones incidentes.