سؤال في الطبيعة الجسيمية للضوء: الفيزياء توجيهي مع الحل

الكلاسيكية تتوقع تراكم الطاقة مع الزمن أو الشدة عند أي تردد، لكن التجربة تثبت وجود تردد عتبة وانبعاثاً فورياً واعتماد على التردد. أينشتين فسر ذلك بفوتونات طاقتها ؛ الشدة تزيد العدد، والتردد يزيد الطاقة.

أ) تتوقع أن الإلكترونات تستطيع امتصاص الطاقة تدريجياً من الموجة عند أي تردد إذا أعطيت زمناً كافياً أو شدة أكبر، وأن الشدة تزيد الطاقة الحركية العظمى.

ب) لا يحدث انبعاث إلا إذا كان التردد أكبر من تردد العتبة أو مساوياً له، والانبعاث فوري عند تحقق الشرط، و تعتمد على التردد لا الشدة.

ج) الشدة الأكبر تعني فوتونات أكثر في الثانية، فتزيد عدد الإلكترونات والتيار الكهرضوئي إذا كان التردد مناسباً، لكنها لا تزيد طاقة الفوتون الواحد.

د) طاقة الفوتون ؛ لذلك زيادة التردد تزيد طاقة الفوتون، وما يزيد على اقتران الشغل يظهر كطاقة حركية عظمى: .

هذا جواب التفكير الناقد في الدرس: لا تقل فقط إن الضوء جسيمات، بل اربط كل مشاهدة بما تغيره الشدة أو التردد.