1. Émission d'électrons : Selon le modèle ondulatoire, la lumière est une onde continue et son intensité détermine la luminosité de la lumière. Cependant, dans l’effet photoélectrique, les électrons ne sont émis par la surface métallique que lorsque la lumière incidente a une certaine fréquence minimale, appelée fréquence seuil. Cette dépendance en fréquence ne peut pas être expliquée par le modèle de vague.
2. Énergie cinétique maximale : Le modèle ondulatoire prédit que l’énergie cinétique maximale des électrons émis devrait augmenter avec l’intensité de la lumière. Cependant, les expériences montrent que l’énergie cinétique maximale dépend uniquement de la fréquence de la lumière et est indépendante de son intensité.
3. Émission instantanée d'électrons : Le modèle ondulatoire suggère que les électrons devraient absorber progressivement l’énergie des ondes lumineuses au fil du temps jusqu’à ce qu’ils atteignent suffisamment d’énergie pour être émisse. Cela entraînerait une augmentation progressive du nombre d’électrons émis avec l’augmentation de l’intensité lumineuse. Cependant, les observations montrent que les électrons sont émis presque instantanément lors de l’éclairage, quelle que soit l’intensité de la lumière.
4. Absence de temporisation : Selon le modèle ondulatoire, les électrons devraient mettre un certain temps à absorber suffisamment d’énergie des ondes lumineuses et à être émis. Cela entraînerait un délai mesurable entre l’incidence de la lumière et l’émission des électrons. Cependant, des expériences ont démontré que les électrons sont émis immédiatement, sans délai notable.
5. Comportement semblable à celui des particules : L'effet photoélectrique démontre clairement le comportement de la lumière, semblable à celui des particules, où la lumière interagit avec les électrons sous forme de quanta d'énergie discrets appelés photons. Chaque photon transporte une quantité spécifique d'énergie, et lorsque son énergie est égale ou supérieure au travail de sortie du métal, il peut éjecter un électron de la surface.
Ces observations et résultats expérimentaux contredisent les prédictions du modèle ondulatoire de la lumière et nécessitent une description de la lumière de type particule, expliquée par la théorie quantique de la lumière, également connue sous le nom de mécanique quantique.
