Φωτοηλεκτρικές έρευνες
Ο Lenard ξεκίνησε τη μελέτη των καθοδικών ακτίνων το 1888. Οι ακτίνες αυτές γίνονταν σε απλούς, μερικώς εκκενωμένους γυάλινους σωλήνες. Στο εσωτερικό τους υπήρχαν μεταλλικά ηλεκτρόδια στα οποία μπορούσε να τοποθετηθεί υψηλή τάση. Ήταν δύσκολο να μελετηθούν οι ακτίνες μέσα στους σφραγισμένους γυάλινους σωλήνες. Η πρόσβαση σε αυτές ήταν δύσκολη και υπήρχαν ακόμη μόρια αέρα μέσα στους σωλήνες. Ο Lenard κατάφερε να κατασκευάσει μικρά μεταλλικά παράθυρα στο γυαλί, αρκετά παχιά ώστε να αντέχουν την πίεση, αλλά αρκετά λεπτά ώστε να αφήνουν τις ακτίνες να περνούν. Μπορούσε να περάσει τις ακτίνες έξω στο εργαστήριο ή σε έναν άλλο θάλαμο που ήταν εντελώς χωρίς αέρα. Αυτά τα παράθυρα είναι πλέον γνωστά ως παράθυρα Λέναρντ. Μπορούσε εύκολα να ανιχνεύσει τις ακτίνες και να μετρήσει την έντασή τους χρησιμοποιώντας φύλλα χαρτιού με ένα στρώμα φωσφορίζοντος υλικού.
Ο Lenard είδε ότι η απορρόφηση των καθοδικών ακτίνων ήταν ανάλογη της πυκνότητας του υλικού από το οποίο περνούσαν. Αυτό ήταν αντίθετο με την ιδέα ότι επρόκειτο για κάποιο είδος ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας. Έδειξε επίσης ότι οι ακτίνες μπορούσαν να περάσουν μέσα από τον αέρα και φαινόταν να σκεδάζονται από αυτόν. Αυτό σήμαινε ότι έπρεπε να είναι σωματίδια που ήταν ακόμη μικρότερα από τα μόρια του αέρα. Επιβεβαίωσε κάποιες από τις εργασίες του J.J. Thomson, και αυτό έδειξε ότι οι καθοδικές ακτίνες ήταν ρεύματα αρνητικά φορτισμένων ενεργητικών σωματιδίων. Τα ονόμασε κβάντα ηλεκτρισμού ή για συντομία κβάντα, από τον Χέλμολτς. Ο J.J. Thomson τα είχε αποκαλέσει σωμάτια, αλλά ο όρος ηλεκτρόνια έγινε ο καθημερινός όρος. Ο Λέναρντ χρησιμοποίησε αυτή τη γνώση, μαζί με τα αποτελέσματα των προηγούμενων πειραμάτων του ίδιου και άλλων σχετικά με την απορρόφηση των ακτίνων στα μέταλλα. Έδειξε ότι τα ηλεκτρόνια ήταν μέρη του ατόμου. Ο Λέναρντ επεξεργάστηκε ότι τα άτομα ήταν ως επί το πλείστον κενός χώρος. Είπε ότι κάθε άτομο αποτελείται από κενό χώρο και ηλεκτρικά ουδέτερα σωμάτια που ονομάζονται "δυναμίτες", καθένα από τα οποία αποτελείται από ένα ηλεκτρόνιο και ένα ίσο θετικό φορτίο.
Πειραματίστηκε χρησιμοποιώντας ένα σωλήνα Crookes. Έδειξε ότι οι ακτίνες που παράγονται από την ακτινοβόληση μετάλλων στο κενό με υπεριώδες φως ήταν σαν καθοδικές ακτίνες. Διαπίστωσε ότι η ενέργεια των ακτίνων ήταν ανεξάρτητη από την ένταση του φωτός, αλλά ήταν μεγαλύτερη για μικρότερα μήκη κύματος του φωτός.
Ο Άλμπερτ Αϊνστάιν το εξήγησε αυτό ως κβαντικό φαινόμενο. Αυτή η θεωρία έλεγε ότι η γραφική παράσταση της ενέργειας της καθοδικής ακτίνας σε σχέση με τη συχνότητα θα ήταν μια ευθεία γραμμή με κλίση ίση με τη σταθερά του Planck, h. Αυτό αποδείχθηκε μερικά χρόνια αργότερα. Ο Αϊνστάιν τιμήθηκε με το βραβείο Νόμπελ Φυσικής για τη θεωρία αυτή. Στον Λέναρντ δεν άρεσε η προσοχή που δόθηκε στον Αϊνστάιν. Δεν πίστευε στις θεωρίες του Αϊνστάιν, συμπεριλαμβανομένης της σχετικότητας. Ωστόσο, συμφωνούσε με την εξήγηση του Αϊνστάιν για το φωτοηλεκτρικό φαινόμενο.
Ο Λέναρντ έλαβε το βραβείο Νόμπελ Φυσικής του 1905 σε αναγνώριση αυτής της εργασίας.
Μετεωρολογικές συνεισφορές
Ο Lenard ήταν ο πρώτος που μελέτησε αυτό που σήμερα ονομάζεται φαινόμενο Lenard το 1892. Πρόκειται για τον διαχωρισμό των ηλεκτρικών φορτίων που σχετίζονται με την αεροδυναμική διάσπαση των σταγόνων νερού. Είναι επίσης γνωστό ως ηλεκτρισμός του ψεκασμού ή ως φαινόμενο του καταρράκτη.
Μελέτησε το μέγεθος και το σχήμα των σταγόνων της βροχής. Κατασκεύασε μια αεροσήραγγα στην οποία οι σταγόνες νερού μπορούσαν να παραμείνουν ακίνητες για μερικά δευτερόλεπτα. Ανακάλυψε ότι οι μεγάλες σταγόνες βροχής δεν έχουν σχήμα δάκρυ, αλλά μάλλον σχήμα σαν ψωμάκι χάμπουργκερ.
