Prédiction physique classique:
* Dépendance énergétique: Selon la physique classique, l'énergie d'un électron éjecté d'un métal devrait dépendre de l'intensité de la lumière incidente. Cela signifie que la lumière plus lumineuse devrait produire des électrons avec une énergie cinétique plus élevée.
* retard de temps: La physique classique prédit un retard de temps Entre l'instant, la lumière brille sur le métal et l'éjection des électrons. Ce retard doit être proportionnel à l'intensité de la lumière; Plus la lumière est lumineuse, plus il faut que les électrons accumulent suffisamment d'énergie pour s'échapper.
Observations expérimentales:
* Dépendance en fréquence: L'effet photoélectrique démontre en fait que l'énergie cinétique des électrons éjectés dépend de la fréquence de la lumière incidente, pas de son intensité. La lumière de fréquence plus élevée (par exemple, la lumière bleue) produit des électrons avec une énergie cinétique plus élevée, même si elle est moins intense que la lumière à faible fréquence (par exemple, la lumière rouge).
* Éjection instantanée: Les électrons sont éjectés immédiatement Lors de l'exposition à la lumière, quelle que soit l'intensité. Il n'y a pas de retard notable.
Pourquoi la physique classique échoue:
La physique classique considère la lumière comme une vague. Selon cette théorie, l'énergie d'une vague dépend de son amplitude (intensité). Cependant, les expériences d'effet photoélectrique ont montré que l'énergie des électrons éjectés dépendait de la fréquence de la lumière, et non de son intensité.
Explication d'Einstein:
Einstein a expliqué l'effet photoélectrique en proposant que la lumière se comporte comme un flux de particules appelées photons. Chaque photon porte une énergie spécifique déterminée par sa fréquence. Lorsqu'un photon frappe une surface métallique, il peut transférer son énergie vers un électron. Si le photon a suffisamment d'énergie (déterminé par sa fréquence), l'électron peut surmonter les forces de liaison le maintenant au métal et être éjecté. Ce transfert d'énergie est instantané, expliquant l'absence de retard.
Points clés:
* L'effet photoélectrique montre la nature des particules de la lumière et est un concept fondamental en mécanique quantique.
* La physique classique n'explique pas l'effet photoélectrique car il ne décrit que la lumière comme une onde, et non comme une particule.
* Les explications d'Einstein en utilisant des photons ont réussi à réconcilier les observations et à révolutionner notre compréhension de la lumière.
