1。光電効果：
* 観察： 金属表面に光が輝くと、電子が放出されます。これらの電子のエネルギーは、その *強度 *ではなく、光の *周波数 *に依存します。これは、電子のエネルギーが光波の強度に依存するべきであると予測する古典的な波理論に反します。
* 説明： アルバート・アインシュタインは、光が光子と呼ばれるエネルギーのパケットに量子化されることを提案することでこれを説明しました。光子のエネルギーは、光の周波数に直接比例します。 電子は単一の光子のエネルギー全体を吸収します。これは、光子のエネルギーが金属の作業関数を超えると、金属から排出するのに十分です。
2。ブラックボディ放射：
* 観察： ブラックボディは、それに落ちるすべての電磁放射を吸収する仮想のオブジェクトです。古典的には、ブラックボディスペクトルには、より高い周波数で拘束されずに増加するエネルギー分布があり、「紫外の大惨事」につながる必要があります。ただし、実験的には、スペクトルはブラックボディの温度に依存する特定の周波数でピークに達します。
* 説明： Max Planckは、光エネルギーが量子化されていると仮定することにより、観察されたスペクトルを正常に説明しました。彼は、光が放出され、離散パケットに吸収されることを提案しました。これは、後に光子と呼ばれ、周波数に比例したエネルギーを備えています。
3。コンプトン散乱：
* 観察： X線が電子を散乱させると、エネルギーを失い、波長を変化させます。このエネルギー損失は、方向の変化のみを予測する古典的な波散乱によっては説明することはできません。
* 説明： この実験は、光の粒子性のさらなる証拠を提供します。波長の変化は、X線光子が2つのビリヤードボールのように電子と衝突し、そのエネルギーと運動量の一部を伝達すると仮定することで説明できます。
4。ダブルスリット実験：
* 観察： ダブルスリットの実験は波の干渉を示しますが、それはまた、検出器と相互作用するときに光が粒子のように動作することも示しています。個々の光子は個別の場所で画面に到着しますが、時間の経過に伴う光子のパターンは干渉パターンを示しています。
* 説明： この実験は、光の波粒子の二重性を強調しています。 光は波として伝播しますが、個々の粒子（光子）として物質と相互作用します。
5。単一光子実験：
* 観察： 単一の光子が二重スリットを通して送信される場合、実験が行われました。 「干渉」する別の光子が不足しているにもかかわらず、光子はまだ検出器に干渉パターンを作成します。
* 説明： これは、光子が何らかの形で「それ自体を妨げる」ことを示しており、波と粒子の挙動の間の線をさらに曖昧にすることを示しています。
これらの観察と実験は、光が波と粒子の両方の特性を示すという強力な証拠を提供します。光の古典的な波の説明は、これらの現象を説明することができず、量子力学の発達につながり、光の性質のより完全な絵を提供します。
