2つの現象に対処する方法は次のとおりです。
光電効果:
* 古典物理学: 古典物理学によると、光は波であり、それが運ぶエネルギーはその強度に比例する必要があります。これは、光の強度を高めると、排出された電子のエネルギーが増加することを意味します。
* アインシュタインの説明: アインシュタインは、光が光子で構成されており、それぞれが特定のエネルギーを運ぶことを提案しました。 光子のエネルギーは、その強度ではなく、周波数に比例します。 光子が金属表面に当たると、そのエネルギー全体を電子に伝達し、金属から排出できます。光子のエネルギーが金属の作業関数よりも少ない場合、光の強度に関係なく、電子は排出されません。これは、光電効果が特定のしきい値周波数を超えて発生する理由と、そのしきい値の下に光の強度を高めることで電子放出につながらない理由を説明します。
ダブルスリット実験:
* 光の波の性質: ダブルスリットの実験は、光が波として動作し、スリットの後ろの画面に干渉パターンを作成することを示しています。
* アインシュタインの説明: アインシュタインの光子理論は、光の波の性質と矛盾していません。 彼は、光子も波のような挙動を示すことができると提案しました。これは、二重照明実験で干渉パターンを引き起こすものです。これは、波粒子の二重性として知られる概念であり、光は実験に応じて波と粒子の両方の特性を示すことができます。
要約:
アインシュタインの光子理論は、最初は光電効果を説明することを提案しましたが、二重照明実験で観察された光の波のような挙動を理解するためのフレームワークも提供しました。この革新的なアイデアは、一見矛盾する波と粒子の光の性質を統一し、その基本的な特性をより深く理解しました。