Hvad forventer videnskabsmand, der bruger klassisk Newtonian, at observere under en fotoelektrisk effekt?

Klassisk fysikforudsigelse:

* Energi er kontinuerlig: Newtonsk fysik antager, at lysenergi er kontinuerlig, hvilket betyder, at den kan absorberes i ethvert beløb af et elektron.

* Intensitet bestemmer energi: Klassisk fysik forudsiger, at intensiteten af ​​lys (lysstyrke) direkte bestemmer energien fra de udsendte elektroner. Et lysere lys ville give mere energi til elektronerne, hvilket fører til højere kinetisk energi og en stærkere strøm.

* Ingen tærskelfrekvens: Der ville ikke være nogen specifik minimumsfrekvens af lys, der er nødvendig for at skubbe elektroner ud. Selv meget lavfrekvenslys, hvis intens nok, skal give nok energi til at overvinde arbejdsfunktionen (energibindingselektroner til metallet).

Hvad observeres faktisk:

* Kvantiseret energi: Den fotoelektriske effekt viser, at lysenergi er kvantiseret, hvilket betyder, at den kommer i diskrete pakker kaldet fotoner. Hver foton har en fast energi bestemt af dens frekvens (E =Hν, hvor H er Plancks konstante og v er frekvensen).

* frekvens bestemmer energi: Den kinetiske energi fra udsendte elektroner afhænger af hyppigheden af ​​det indfaldende lys, ikke dens intensitet. Lyset med højere frekvens (kortere bølgelængde) resulterer i højere kinetisk energi af elektronerne.

* Tærskelfrekvens: Der findes en minimumsfrekvens (tærskelfrekvensen), under hvilken der ikke udsendes nogen elektroner, uanset lysintensiteten.

Uoverensstemmelsen:

Den fotoelektriske effekt modsiger direkte klassisk Newtonian Physics. Den observerede opførsel kan kun forklares med lysets kvante karakter, hvor lys består af diskrete energipakker (fotoner), og energioverførsel forekommer på en kvantiseret måde.

I resuméet ville klassisk Newtonian fysik forudsige en kontinuerlig, intensitetsafhængig overførsel af lysenergi, hvilket fører til elektronemission uanset hyppighed. I virkeligheden demonstrerer den fotoelektriske effekt den kvantiserede karakter af lys og eksistensen af ​​en tærskelfrekvens for elektronemission.