Problemet:
* Den fotoelektriska effekten, utsläpp av elektroner från en metall när ljus lyser på den, var ett förbryllande fenomen. Klassisk fysik kunde inte förklara varför:
* intensitet av ljus betydde: Ljusare ljus borde ha matat ut elektroner med mer energi, men det ökade bara * antalet * av elektroner, inte deras individuella energi.
* Ljusfrekvens spelade någon roll: Rött ljus, oavsett hur ljust, skulle inte mata ut elektroner från vissa metaller, medan till och med dimt blått ljus kunde.
* Omedelbar utsläpp: Elektroner släpptes nästan direkt, även med låg ljusintensitet, vilket motsäger den klassiska vågmodellen för ljus.
Einsteins lösning:
* 1905 föreslog Einstein en radikal idé: Ljus uppför sig som om det är gjord av små paket med energi som kallas fotoner. Energin för varje foton är proportionell mot ljusfrekvensen (E =Hν, där H är Plancks konstant).
* Einsteins förklaring:
* En foton interagerar med en elektron i metallen. Om fotons energi är tillräckligt hög (över ett tröskelvärde som kallas arbetsfunktionen) kan elektronen matas ut.
* Ljusare ljus betyder fler fotoner, vilket leder till att fler elektroner matas ut, men energin för varje elektron beror endast på fotons energi (frekvens).
* Förseningen i utsläpp är försumbar eftersom interaktionen mellan foton och elektron är omedelbar.
Einsteins påverkan:
* förklarade den fotoelektriska effekten: Detta revolutionära koncept, baserat på Plancks kvantteori, förklarade perfekt det observerade beteendet.
* etablerade ljusets partikel natur: Detta arbete gav starka bevis för ljusets kvantitet och banade vägen för utvecklingen av kvantmekanik.
* vann honom Nobelpriset i fysik 1921: Hans förklaring av den fotoelektriska effekten erkändes som ett betydande bidrag till fysiken.
Kort sagt, Einsteins förklaring av den fotoelektriska effekten:
* löste ett långvarigt pussel.
* revolutionerade vår förståelse av ljus.
* Ställ in scenen för utveckling av kvantmekanik.
