Max Planck encontró una expresión y describió correctamente el espectro de radiación de luz de un cuerpo negro en función de la temperatura. Se dio cuenta de que la expresión es lo que inferiría si supusiera que la luz consistía en pequeños paquetes de energía y que cada paquete tenía una energía h * f donde f es la frecuencia de la onda electromagnética yh es una constante (ahora llamada constante de Planck ) No tomó su expresión como evidencia de que la luz estaba hecha de pequeños paquetes de energía (ahora llamados fotones). Lo consideraba simplemente una expresión matemática.
Sin embargo, Einstein vio que tomarlo literalmente proporcionaba una explicación del efecto fotoeléctrico. Es decir, cuando ilumina una superficie de metal en el vacío con luz, los electrones son expulsados de la superficie de metal dependiendo de dos variables: (1) el brillo de la luz y (2) el color, es decir, la frecuencia de la luz. Si la luz estaba hacia el extremo rojo del espectro, entonces no se expulsan electrones, no importa cuán brillante sea la luz. Cambiando la frecuencia de la luz hacia el extremo azul del espectro, para un tipo particular de metal se encuentra una frecuencia a la que se expulsan los electrones. Esto es diferente para diferentes metales. Para la luz con una frecuencia más alta que este umbral, los electrones se expulsan con mayor energía en proporción a la frecuencia más alta. El número o la tasa de expulsión de electrones es proporcional al brillo de la luz.
Einstein vio que esto se explicaba suponiendo que los electrones en un metal están unidos al metal con una cierta energía específica que depende del metal. Entonces, cuando los fotones que tienen una frecuencia demasiado baja golpean un electrón en el metal, no tiene suficiente energía, según la hipótesis de Planck, para expulsar un electrón. Es por eso que ninguno es expulsado por luz por debajo de cierta frecuencia. Por encima de esa frecuencia hay energía más que suficiente para expulsar los electrones, por lo que aparecen con un exceso de energía. Hacer que la luz sea más brillante es simplemente emitir más fotones de la misma energía por fotón. Esto le valió a Einstein su premio Nobel.
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