Photoelectron Effects
Wave-Particle dualityの最初の実験は、ドイツの物理学者マックス・プランク(1858-1947)によって行われました。 プランクは、黒体放射体(すべての波長で放射を発するものと吸収するものが等しい)を用いて、光に変えることのできる最小のエネルギー量の式を導き出しました。
ここで、hはプランク定数6.626×10-34 J.S.、vは周波数です。
さらに彼は、放出される光には離散的なエネルギー準位があり、放射されるエネルギーは量子化されているとし、量子論を定式化しました。
エネルギーの量子化とは、エネルギーには離散的な値や状態があり、nの値の間のエネルギーは禁止されているというものです。したがって、彼は、ある周波数の値でx個の粒子が存在する場合、エネルギーは
E=xhv
周波数は、c=vλまたはv=c/λ
上の式にv=c/λを置き換えます。 となります。
E=xhc/λ
1905年、アインシュタインはプランクの離散的なエネルギーを光子と呼ばれるエネルギーのパケットと仮定しました。 システムの全エネルギーは、運動エネルギーに位置エネルギーを加えたものであり、いつものようにエネルギー保存則が適用されます。 アインシュタインは、光電効果のエネルギーにおいて、光子のエネルギーがそれぞれ金属中の1個の電子に吸収され、その結果、光子のエネルギーが閾値エネルギー以上であれば、電子が放出されると説明した（図2）。
E=hv
E=Φ+KE=hv
E=Φ+KE=hv
光電効果は、光が光子、つまりエネルギーの詰まった粒子のように振る舞うこと、つまり光の波が粒子のように振る舞うことを示しています。
光の粒子論によれば、λがゼロにならない限り、光エネルギーは離散的で有限な値まで増加しますが、一次元箱の中の粒子論によれば、それは決して起こりません。 このことは、黒体放射の観測を説明するのに役立ちます。