Klassieke fysica verklaart het foto -elektrische effect niet omdat het resultaten voorspelt die worden tegengesproken door experimentele waarnemingen. Hier is een uitsplitsing:

Voorspelling van de klassieke fysica:

* Energie -afhankelijkheid: Volgens de klassieke fysica moet de energie van een elektron uit een metaal afhankelijk zijn van de intensiteit van het invallende licht. Dit betekent dat helderder licht elektronen met hogere kinetische energie zou moeten produceren.

* Tijdvertraging: Klassieke fysica voorspelt een tijdvertraging Tussen het moment dat het licht op het metaal schijnt en de uitstoot van elektronen. Deze vertraging moet evenredig zijn met de intensiteit van het licht; Hoe helderder het licht, hoe langer het nodig heeft voordat de elektronen voldoende energie ophopen om te ontsnappen.

Experimentele observaties:

* Frequentieafhankelijkheid: Het foto -elektrische effect toont eigenlijk aan dat de kinetische energie van uitgeworpen elektronen afhankelijk is van de frequentie van het invallende licht, niet zijn intensiteit. Hoger frequentielicht (bijvoorbeeld blauw licht) produceert elektronen met hogere kinetische energie, zelfs als het minder intens is dan lager frequentielicht (bijvoorbeeld rood licht).

* Onmiddellijke uitwerping: Elektronen worden onmiddellijk uitgeworpen Bij blootstelling aan licht, ongeacht de intensiteit. Er is geen merkbare vertraging.

Waarom de klassieke fysica mislukt:

Klassieke fysica beschouwt licht als een golf. Volgens deze theorie hangt de energie van een golf af van zijn amplitude (intensiteit). De experimenten met foto -elektrische effect toonden echter aan dat de energie van de uitgeworpen elektronen afhankelijk was van de frequentie van het licht, niet de intensiteit ervan.

Einstein's uitleg:

Einstein legde het foto -elektrische effect uit door voor te stellen dat licht zich gedraagt ​​als een stroom deeltjes die fotonen worden genoemd. Elk foton draagt ​​een specifieke energie die wordt bepaald door de frequentie ervan. Wanneer een foton een metaaloppervlak raakt, kan het zijn energie overbrengen naar een elektron. Als het foton voldoende energie heeft (bepaald door zijn frequentie), kan het elektron de bindkrachten overwinnen die het aan het metaal vasthouden en worden uitgeworpen. Deze energieoverdracht is onmiddellijk en verklaart het ontbreken van een vertraging.

Sleutelpunten:

* Het foto -elektrische effect toont de deeltjeskarakter van het licht en is een fundamenteel concept in de kwantummechanica.

* Klassieke fysica verklaart het foto -elektrische effect niet omdat het alleen licht beschrijft als een golf, niet als een deeltje.

* Einstein's uitleg met behulp van fotonen heeft de observaties met succes verzoend en een revolutie teweeggebracht in ons begrip van licht.