Il problema:
* L'effetto fotoelettrico, l'emissione di elettroni da un metallo quando la luce brillava, era un fenomeno sconcertante. La fisica classica non poteva spiegare perché:
* Intensità della luce Matter: La luce più luminosa avrebbe dovuto espellere gli elettroni con più energia, ma ha solo aumentato il * numero * di elettroni, non la loro energia individuale.
* Frequenza della luce conta: La luce rossa, non importa quanto luminosa, non espellerebbe elettroni da determinati metalli, mentre anche la luce blu fioca potrebbe.
* Emissione istantanea: Gli elettroni sono stati emessi quasi istantaneamente, anche con bassa intensità di luce, contraddicendo il classico modello di luce delle onde.
Soluzione di Einstein:
* Nel 1905, Einstein propose un'idea radicale: la luce si comporta come se fosse fatta di piccoli pacchetti di energia chiamati fotoni. L'energia di ciascun fotone è proporzionale alla frequenza della luce (e =hν, dove h è costante di Planck).
* Spiegazione di Einstein:
* Un fotone interagisce con un elettrone nel metallo. Se l'energia del fotone è abbastanza alta (al di sopra di un valore di soglia chiamato funzione di lavoro), l'elettrone può essere espulso.
* Luce più luminosa significa più fotoni, portando a più elettroni espulsi, ma l'energia di ciascun elettrone dipende solo dall'energia del fotone (frequenza).
* Il ritardo nell'emissione è trascurabile perché l'interazione tra fotone ed elettrone è istantanea.
Impatto di Einstein:
* ha spiegato l'effetto fotoelettrico: Questo concetto rivoluzionario, basato sulla teoria quantistica di Planck, spiegò perfettamente il comportamento osservato.
* ha stabilito la natura delle particelle della luce: Questo lavoro ha fornito forti prove della natura quantistica della luce, aprendo la strada allo sviluppo della meccanica quantistica.
* gli ha vinto il premio Nobel in fisica nel 1921: La sua spiegazione dell'effetto fotoelettrico è stata riconosciuta come un contributo significativo alla fisica.
In breve, la spiegazione di Einstein dell'effetto fotoelettrico:
* ha risolto un puzzle di vecchia data.
* ha rivoluzionato la nostra comprensione della luce.
* Imposta lo stadio per lo sviluppo della meccanica quantistica.
