Si, absolutamente. Cualquier onda, incluida la onda electromagnética que constituye la luz, es esencialmente un mecanismo que transporta energía a través del espacio.
Una onda electromagnética está compuesta de campos eléctricos y magnéticos. Estos campos son transversales a la onda, lo que significa que apuntan perpendicularmente a la dirección en que viaja la luz. Un tercer vector, llamado vector de Poynting, describe el flujo de energía:
[matemáticas] \ vec {S} = \ frac {1} {\ mu_0} \ vec {S} \ times \ vec {B} [/ matemáticas]
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Dado que los campos eléctricos y magnéticos son perpendiculares a la dirección de la luz, su producto cruzado es paralelo a él, por lo que el vector de Poynting indica el flujo de energía en la dirección que esperamos.
El problema con esta vista es el efecto fotoeléctrico. Si la luz puede entregar energía, entonces al aumentar la intensidad de la luz, deberíamos poder entregar más energía. A gran escala, esto funciona bien: el Sol tiene una intensidad más alta que una lámpara de escritorio, y calienta la Tierra más que su lámpara de escritorio. Sin embargo, si tratamos de usar la luz para entregar energía a una partícula, como un electrón en un átomo, las cosas parecen funcionar de manera diferente. Por intenso que sea que hagamos un láser rojo, no puede dar a los electrones suficiente energía para escapar de sus átomos. Sin embargo, si usamos un láser azul de modesta intensidad, los electrones escapan.
La razón de esto es que en el mundo cuántico, la luz se comporta menos como una onda de campos y más como un paquete de partículas llamadas fotones. Cada uno de los fotones lleva un cuanto de energía de tamaño [matemática] E = hf [/ matemática], donde [matemática] f [/ matemática] es la frecuencia y [matemática] h [/ matemática] es una constante física (conocida como Planck’s constante). Solo un fotón a la vez interactúa con un electrón dado, por lo que si el paquete de energía no es lo suficientemente grande, el electrón no escapará. Es poco probable que dos fotones entreguen su energía total al electrón, porque el electrón puede perder energía espontáneamente (y emitirla como otro fotón) antes de que tenga tiempo de recibir el segundo paquete. Por lo tanto, en el efecto fotoeléctrico, la frecuencia es el parámetro importante para determinar la energía, en lugar del vector de Poynting.
