고전 물리학 예측 :
* 에너지 의존성 : 고전 물리학에 따르면 금속에서 배출 된 전자의 에너지는 강도 에 의존해야합니다. 사건 조명의. 이것은 더 밝은 빛이 더 높은 운동 에너지를 가진 전자를 생산해야 함을 의미합니다.
* 시간 지연 : 고전 물리학은 A 시간 지연을 예측합니다 순간 사이에 빛이 금속과 전자의 방출에 비추 웁니다. 이 지연은 빛의 강도에 비례해야합니다. 빛이 밝을수록 전자가 탈출하기에 충분한 에너지를 축적하는 데 더 오래 걸립니다.
실험 관찰 :
* 주파수 의존성 : 광전 효과는 실제로 배출 된 전자의 운동 에너지가 주파수 에 달려 있음을 보여줍니다. 강도가 아닌 입사광의. 더 높은 주파수 광 (예 :청색광)은 낮은 주파수 광보다 덜 강렬하더라도 (예 :적색광) 더 높은 운동 에너지를 가진 전자를 생성합니다.
* 순간 방출 : 전자는 즉시 를 배출합니다 강도에 관계없이 빛에 노출되면. 눈에 띄는 지연은 없습니다.
고전 물리가 실패하는 이유 :
고전 물리학은 빛을 파도로 본다. 이 이론에 따르면, 파의 에너지는 진폭 (강도)에 달려 있습니다. 그러나, 광전 효과 실험은 배출 된 전자의 에너지가 강도가 아닌 빛의 주파수에 의존 함을 보여 주었다.
아인슈타인의 설명 :
아인슈타인은 빛이 광자라고 불리는 입자의 흐름으로서 작용한다고 제안함으로써 광전 효과를 설명했다. 각 광자는 주파수에 의해 결정된 특정 에너지를 전달합니다. 광자가 금속 표면에 부딪 치면 에너지를 전자로 옮길 수 있습니다. 광자가 충분한 에너지 (주파수에 의해 결정됨)를 갖는 경우, 전자는 결합력을 금속으로 잡고있는 결합력을 극복하고 배출 할 수있다. 이 에너지 전달은 순간적이며 지연이 부족하다는 것을 설명합니다.
키 포인트 :
* 광전 효과는 빛의 입자 특성을 보여줍니다. 양자 역학의 기본 개념입니다.
* 클래식 물리학은 광 전기 효과를 설명하지 못합니다. 왜냐하면 빛을 입자가 아닌 파도로만 묘사하기 때문입니다.
* 광자를 사용한 아인슈타인의 설명은 관찰을 성공적으로 조정하고 빛에 대한 우리의 이해에 혁명을 일으켰습니다.
