1. Emission av elektroner: Enligt vågmodellen är ljus en kontinuerlig våg, och dess intensitet bestämmer ljusets ljusstyrka. Men i den fotoelektriska effekten emitteras elektroner från metallytan endast när det infallande ljuset har en viss minimifrekvens, känd som tröskelfrekvensen. Detta frekvensberoende kan inte förklaras av vågmodellen.
2. Maximal kinetisk energi: Vågmodellen förutspår att den maximala kinetiska energin för emitterade elektroner bör öka med ljusets intensitet. Experiment visar dock att den maximala kinetiska energin enbart beror på ljusets frekvens och är oberoende av dess intensitet.
3. Omedelbar elektronemission: Vågmodellen föreslår att elektroner bör absorbera energi gradvis från ljusvågorna över tiden tills de når tillräckligt med energi för att sändas ut. Detta skulle resultera i en gradvis ökning av antalet emitterade elektroner med ökande ljusintensitet. Observationer visar dock att elektroner emitteras nästan omedelbart vid belysning, oavsett ljusets intensitet.
4. Frånvaro av tidsfördröjning: Enligt vågmodellen ska det ta lite tid för elektroner att absorbera tillräckligt med energi från ljusvågorna och sändas ut. Detta skulle leda till en mätbar tidsfördröjning mellan infallande av ljus och emission av elektroner. Experiment har dock visat att elektroner emitteras omedelbart utan någon märkbar tidsfördröjning.
5. Partikelliknande beteende: Den fotoelektriska effekten visar tydligt ljusets partikelliknande beteende, där ljus interagerar med elektroner som diskreta energikvanta som kallas fotoner. Varje foton bär på en specifik mängd energi, och när dess energi är lika med eller större än metallens arbetsfunktion kan den skjuta ut en elektron från ytan.
Dessa observationer och experimentella resultat motsäger förutsägelserna av ljusvågsmodellen och kräver en partikelliknande beskrivning av ljus, vilket förklaras av ljusets kvantteorin, även känd som kvantmekanik.
