Luego de enunciada la ley de Planck y su correspondiente descripción del espectro de radiación térmica, se hizo necesaria la búsqueda de un principio que además de ser equivalente a la hipótesis sobre a la absorción de energía, pudiera justificarse desde un punto de vista clásico.
La situación se mantuvo de esta forma hasta hasta 1905, año en el cual Albert Einstein publicó su célebre explicación del llamado efecto fotoeléctrico. Se trata éste de un comportamiento especial de los metales, que consiste en la emisión de electrones cuando se iluminan con luz de cierta frecuencia. Fenómeno que es además base para la construcción de las celdas fotoeléctricas o fotoceldas de común uso en los sistemas de alarma.
El efecto fotoeléctrico puede explicarse clásicamente ateniéndose a un modelo ondulatorio de las ondas electromagnéticas: si se ilumina una placa metálica con luz de una frecuencia v, cuando las ondas electromagnéticas "chocan" con un electrón del metal, se tiene que este comienza a oscilar absorbiendo la energía de las ondas. Ahora bien, cuando la energía absorbida por el electrón es suficiente para escapar de la placa metálica, se obtiene el efecto fotoeléctrico, De acuerdo a éste modelo clásico, como características del efecto fotoeléctrico, se tendrían:
1.- El efecto es posible para todas las frecuencias de radiación.
2.- La energía adquirida por los electrones en dicho efecto es proporcional a la intensidad del haz con el que se ilumina.
Para comprobar estas predicciones se utilizó un dispositivo o fotocelda, en donde fuera posible llevar un registro de los cambios de la corriente producida por el efecto fotoeléctrico, en función de la frecuencia de la radiación incidente. Los resultados obtenidos con dicho dispositivo, contradecián totalmente las predicciones clásicas, Es decir, mostraban que la energía de los electrones no era proporcional a la intensidad de la luz y sobre todo, que para cada material existe un rango de frecuencias luminosas para las que solo es posible el efecto fotoeléctrico después de cierta frecuencia umbral.
Dos características que, otra ves, desafiaban la teoría de la radiación.
En esta punto es donde surge la explicación de A. Einstein, que tiene como característica principal el uso de la hipótesis de Planck. Es decir postulando que la radiación absorbida por los electrones tiene la forma E = h v, donde h es de nuevo la constante de Plack y v la frecuencia de la radiación incidente sobre la placa.
GIF
A esta energía elemental de radiación, se le dio el nombre de fotón, y se utiliza para referirse a cantidades elementales de radiación electromagnética. De acuerdo a esta explicación el efecto fotoeléctrico sólo es posible si la frecuencia de la radiación incidente corresponde a la energía mínima que necesita el electrón para dejar al átomo. Además este modelo explica porque, la independencia de la energía de los electrones de la intensidad de la luz: a más intensidad incidente en la placa, mayor cantidad de electrones son despegados de ésta, sin embargo, la energía con que salen depende sólo de la energía h v del fotón incidente y por tanto para una frecuencia (v) fija, dicha energía es constante.
La solución de Einstein implicaba que la llamada hipótesis de Planck, representaba, mas que un postulado adicional, una característica esencial de los sistemas microscópicos en cuanto se refiere a los procesos de absorción y emisión de radiación. Es por eso que el efecto fotoeléctrico ocupa un lugar tan importante dentro de la historia de la teoría cuántica al reafirmar la naturaleza diferente de los fenómenos microscópicos con respecto al mundo macroscópico.