Hvilken observation gav Albert Einstein den ledetråd, som han havde brug for at forklare fotoelektrisk effekt?

Her er grunden til, at dette var en nøgleobservation:

* Klassisk fysikforudsigelse: Klassisk fysik, der er baseret på bølgeteorien om lys, forudsagde, at forøgelse af lysets intensitet ville øge energien fra de udsendte elektroner. Dette skyldes, at en mere intens bølge forventes at formidle mere energi til elektronerne.

* Eksperimentel observation: Eksperimenter viste imidlertid, at den kinetiske energi fra de udsendte elektroner kun var afhængige af frekvens af lyset, ikke dets intensitet. Forøgelse af intensiteten øgede kun antallet af udsendte elektroner, ikke deres individuelle energi.

* einsteins forklaring: Einstein forklarede denne overraskende observation ved at foreslå, at lys ikke kun er en bølge, men også består af diskrete pakker med energi kaldet fotoner. Energien i hver foton er proportional med dens frekvens. Når en foton rammer en metaloverflade, kan den overføre al sin energi til en elektron og skubbe den ud fra metallet. Den udkastede elektron energi er derefter lig med energien fra fotonen minus arbejdsfunktionen af ​​metallet (den minimale energi, der kræves for at fjerne et elektron).

* Fotos rolle: Dette forklarede, hvorfor elektronerne kinetiske energi var afhængige af hyppigheden af ​​lys (fotoner med højere frekvens har mere energi), og ikke intensiteten (flere fotoner betyder bare, at flere elektroner, der bliver kastet ud, ikke mere energi pr. Elektron).

Einsteins banebrydende forklaring af den fotoelektriske effekt var et betydeligt skridt i udviklingen af ​​kvanteteori og fik ham Nobelprisen i fysik i 1921.