古典論で説明できなかったこと
光が波なら、弱い光でも長く当てればエネルギーがたまって電子が出るはずです。ところが実験では、限界振動数より低い赤い光はどれほど強くしても電子が出ず、それ以上の紫外線はごく弱くてもすぐに電子が出ました。飛び出す電子のエネルギーも光の強さではなく振動数で決まりました。
アインシュタインの光量子仮説
アインシュタインは1905年、光はエネルギーE＝hfを持つ粒（光子）からなると説明しました。光子1個のエネルギーが電子を引き離す最小エネルギー仕事関数を超えると電子が出て、余りが運動エネルギーになります。ミリカンの実験で確かめられ、アインシュタインは相対性理論ではなくこの研究で1921年にノーベル賞を受けました。光の二重性は量子力学や不確定性原理につながり、太陽電池やカメラのセンサーに使われています。
よくある質問
- 光は粒子？波？
- 両方の性質を持ちます。干渉は波、光電効果は粒子として説明されます。
- 太陽電池も光電効果？
- 半導体内部で電子が励起される内部光電効果（光起電力効果）を利用しています。
出典確認日：2026-10-26
参考文献
- Einstein, A. (1905). Über einen die Erzeugung und Verwandlung des Lichtes betreffenden heuristischen Gesichtspunkt. Annalen der Physik, 17, 132–148.
- Millikan, R. A. (1916). A direct photoelectric determination of Planck's h. Physical Review, 7(3), 355–388.
- The Nobel Prize in Physics 1921. NobelPrize.org.