1. Fotoelektrisk effekt: Vågmodellen för ljus kunde inte förklara den fotoelektriska effekten. Denna effekt observerade att elektroner kastas ut från en metallyta när ljuset lyser på den, men bara om ljuset har en frekvens över en viss tröskel. Vågmodellen förutspådde att ljusets energi endast skulle bero på dess intensitet, inte dess frekvens. Emellertid visade experiment att energin från utkastade elektroner berodde på ljusfrekvensen, inte dess intensitet. Detta ledde till utvecklingen av idén om att ljus bete sig som en partikel (foton) med energi som är proportionell mot dess frekvens.
2. Blackbody Strålning: Klassisk fysik med vågmodellen förutspådde att ett svartkropp (ett objekt som absorberar allt ljus) bör utstrålar en oändlig mängd energi vid höga frekvenser. Detta observerades tydligt inte i verkligheten. Max Planck förklarade det observerade spektrumet genom att föreslå att energi kvantiserades, vilket innebär att den bara kunde existera i diskreta paket (fotoner). Detta koncept motsatte sig vågmodellen.
3. Compton Scattering: Detta fenomen involverar spridning av röntgenstrålar med elektroner, där röntgenstrålarna förlorar energi och ändrar riktning. Vågmodellen kunde inte förklara förändringen i våglängden som observerades i de spridda röntgenstrålarna. Ljuspartikeln behövdes för att förklara effekten, med fotoner som kolliderar med elektroner och förlorade energi.
Dessa brister ledde i slutändan till utvecklingen av vågpartikelens dualitet, där ljus uppvisar både vågliknande och partikelliknande egenskaper beroende på situationen.
