Ποιες είναι οι τρεις αποφάσεις του φωτός μοντέλου κύματος που σχετίζεται με την αλληλεπίδραση με την ύλη;
1. φωτοηλεκτρικό αποτέλεσμα: Το μοντέλο κυμάτων του φωτός δεν μπορούσε να εξηγήσει το φωτοηλεκτρικό αποτέλεσμα. Αυτό το αποτέλεσμα παρατήρησε ότι τα ηλεκτρόνια εκτοξεύονται από μια μεταλλική επιφάνεια όταν το φως λάμπει πάνω του, αλλά μόνο αν το φως έχει συχνότητα πάνω από ένα συγκεκριμένο όριο. Το μοντέλο κύματος προέβλεψε ότι η ενέργεια του φωτός θα πρέπει να εξαρτάται μόνο από την έντασή του, όχι τη συχνότητα του. Ωστόσο, τα πειράματα έδειξαν ότι η ενέργεια των εκτοξευμένων ηλεκτρονίων εξαρτιόταν από τη συχνότητα του φωτός, όχι την έντασή του. Αυτό οδήγησε στην ανάπτυξη της ιδέας του φωτός που συμπεριφέρεται ως σωματίδιο (φωτόνιο) με ενέργεια ανάλογη με τη συχνότητά του.
2. ακτινοβολία μαύρου σώματος: Η κλασική φυσική χρησιμοποιώντας το μοντέλο κύματος προέβλεψε ότι ένα μαύρο σώμα (ένα αντικείμενο που απορροφά όλο το φως) θα πρέπει να ακτινοβολεί μια άπειρη ποσότητα ενέργειας σε υψηλές συχνότητες. Αυτό σαφώς δεν παρατηρήθηκε στην πραγματικότητα. Ο Max Planck εξήγησε το παρατηρούμενο φάσμα προτείνοντας ότι η ενέργεια κβαντίστηκε, πράγμα που σημαίνει ότι θα μπορούσε να υπάρχει μόνο σε διακριτά πακέτα (φωτόνια). Αυτή η ιδέα έρχεται σε αντίθεση με το μοντέλο κύματος.
3. Compton Scattering: Αυτό το φαινόμενο περιλαμβάνει τη διασπορά των ακτίνων Χ από τα ηλεκτρόνια, όπου οι ακτίνες Χ χάνουν ενέργεια και κατεύθυνση αλλαγής. Το μοντέλο κύματος δεν μπορούσε να εξηγήσει τη μετατόπιση του μήκους κύματος που παρατηρήθηκε στις διάσπαρτες ακτίνες Χ. Η φύση των σωματιδίων του φωτός ήταν απαραίτητη για να εξηγηθεί το αποτέλεσμα, με τα φωτόνια να συγκρούονται με ηλεκτρόνια και να χάσουν ενέργεια.
Αυτές οι ελλείψεις οδήγησαν τελικά στην ανάπτυξη της δυαδικότητας των σωματιδίων κυμάτων του φωτός, όπου το φως εμφανίζει τόσο ιδιότητες που μοιάζουν με κύματα όσο και από σωματίδια ανάλογα με την κατάσταση.
