Ποια ιδιότητα αποδίδεται στη φύση των σωματιδίων του φωτός και όχι στη φύση του κύματος;
Εδώ είναι γιατί:
* Κύμα φύση του φωτός: Τα κύματα μπορούν να μεταφέρουν ενέργεια συνεχώς. Σκεφτείτε πώς τα κύματα των ωκεανών μεταφέρουν σταδιακά ενέργεια σε μια βάρκα.
* Φυσική φύση φωτός (φωτόνια): Το φως μπορεί να θεωρηθεί ως μικροσκοπικά πακέτα ενέργειας που ονομάζονται φωτόνια. Αυτά τα φωτόνια αλληλεπιδρούν με την ύλη με κβαντοποιημένο τρόπο, πράγμα που σημαίνει ότι μπορούν να μεταφέρουν μόνο ενέργεια σε διακριτές ποσότητες.
Το φωτοηλεκτρικό αποτέλεσμα:
Αυτό το αποτέλεσμα καταδεικνύει τη φύση των σωματιδίων του φωτός:
1. Φως φωτός σε ένα μέταλλο: Όταν το φως λάμπει σε μεταλλική επιφάνεια, τα ηλεκτρόνια μπορούν να εκτοξευθούν από το μέταλλο.
2. Συχνότητα έχει σημασία: Ο αριθμός των ηλεκτρονίων που εκτοξεύονται (και η ενέργειά τους) εξαρτάται από τη συχνότητα του φωτός, όχι την έντασή του.
3. Συχνότητα κατωφλίου: Υπάρχει μια ελάχιστη συχνότητα (συχνότητα κατωφλίου) κάτω από την οποία δεν εκτοξεύονται ηλεκτρόνια, ανεξάρτητα από το πόσο έντονο είναι το φως.
Γιατί αυτό υποστηρίζει τη φύση των σωματιδίων:
* Η εξήγηση κύματος αποτυγχάνει: Εάν το φως ήταν καθαρά ένα κύμα, η αύξηση της έντασης (πλάτος) του φωτός θα πρέπει να δώσει στα ηλεκτρόνια περισσότερη ενέργεια, οδηγώντας σε εκτόξευση ακόμη και κάτω από τη συχνότητα κατωφλίου. Αυτό δεν συμβαίνει.
* Η εξήγηση φωτονίων επιτυγχάνει: Το μοντέλο φωτονίων εξηγεί το φωτοηλεκτρικό αποτέλεσμα. Η ενέργεια ενός φωτονίου είναι ανάλογη με τη συχνότητα του. Εάν η ενέργεια του φωτονίου (που καθορίζεται από τη συχνότητα του) είναι μεγαλύτερη από τη λειτουργία εργασίας του μετάλλου (η ελάχιστη ενέργεια που απαιτείται για την εκτόξευση ενός ηλεκτρονίου), εκτοξεύεται ένα ηλεκτρόνιο.
Συνοπτικά: Το φωτοηλεκτρικό αποτέλεσμα καταδεικνύει ότι το φως μπορεί να συμπεριφέρεται ως σωματίδια (φωτόνια) και η μεταφορά ενέργειας κβαντοποιήθηκε, τα οποία δεν μπορούν να εξηγηθούν μόνο από την κύρια φύση του φωτός.
