science >> Wetenschap >  >> Fysica

Hoe ondersteunt het foto-elektrisch effect de deeltjestheorie van licht?

Licht is de enige manier waarop je ogen dingen waarnemen. Ze kunnen detecteren wanneer licht een object raakt, en ze kunnen detecteren wanneer een object licht uitstraalt. Als wetenschappers praten over licht, ze hebben de mogelijkheid om zich tot licht te verhouden als een golf of als een verzameling deeltjes. Oorspronkelijk, de oude Grieken dachten dat licht werkte als een stroom van individuele eenheden; ze observeerden hoe licht in rechte lijnen bewoog en op een spiegel kon kaatsen op dezelfde manier als een bal van een muur kan kaatsen. Hoewel er nooit individuele deeltjes zijn gezien, deze deeltjestheorie was voor veel mensen acceptabel.

In de tussentijd, de lichtgolftheorie werd eind 1600 ontwikkeld door Christian Huygens. Zijn theorie werd bevorderd door Thomas Young in 1807 toen hij licht zag dat door een smalle spleet ging en zich vervolgens aan de andere kant uitspreidde. Hij realiseerde zich ook dat de ene lichtstraal een andere lichtstraal kon verstoren. De experimenten van Young zouden niet dezelfde resultaten hebben gehad als licht zou werken als een stroom deeltjes. In plaats van in een gerichte lichtstraal te blijven, de lichtgolven verspreiden zich naar buiten wanneer ze maar kunnen.

Hoewel beide theorieën worden aanvaard, de lichtgolf is de meest voorkomende manier waarop licht wordt beschreven, omdat onze ogen licht opnemen als golven en niet als deeltjes. Nog altijd, de deeltjestheorie van licht kreeg in 1905 een boost van Albert Einstein. Hij observeerde het foto-elektrische effect waarbij ultraviolet licht een oppervlak dwingt om elektronen vrij te geven wanneer het licht erop valt. Einstein legde de reactie uit door licht te definiëren als een stroom fotonen, of energiepakketten. Moderne natuurkundigen hebben geconcludeerd dat zowel de deeltjestheorie als de golftheorie vereenvoudigde verklaringen zijn voor een zeer gecompliceerd fenomeen.