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Albert Einstein ed il quanto di luce

Albert Einstein ed il quanto di luce

La luce: onde e particelle

Qualche anno più tardi Albert Einstein dette la corretta interpretazione di un fenomeno osservato molto particolare che rafforzerà l’ipotesi di Planck: l’effetto fotoelettrico. Questo è il fenomeno fisico caratterizzato dall’emissione di elettroni da una superficie di un metallo quando questa viene colpita da una radiazione elettromagnetica avente una certa frequenza. Più precisamente si osserva che l’emissione di elettroni avviene solo se la frequenza della radiazione luminosa è maggiore di un certo limite che varia da sostanza a sostanza. Se la frequenza è inferiore alla frequenza limite, all’aumentare della potenza della radiazione incidente non si ha alcuna estrazione di elettroni, mentre al di sopra della frequenza limite si estraggono elettroni anche con bassissima potenza. Inoltre, all’aumento di potenza corrisponde un aumento del numero di elettroni estratti.

Einstein intuì che l’estrazione degli elettroni dal metallo si poteva spiegare ipotizzando che la radiazione elettromagnetica fosse costituita da pacchetti di luce di energia proporzionale alla frequenza come appunto assunto da Planck. L’ipotesi quantistica di Einstein non fu accettata per diversi anni da una parte importante della comunità scientifica secondo la quale la reale esistenza dei fotoni era un’ipotesi inaccettabile. Questa convinzione era basata dall’osservazione dei fenomeni di interferenza della luce che possono essere spiegati sono se le radiazioni elettromagnetiche si comportano come onde. Il fenomeno dell’interferenza è dovuto alla sovrapposizione, in un punto dello spazio, di due o più onde. L’intensità dell’onda risultante in quel punto può variare tra un minimo, ed un massimo coincidente con la somma delle intensità. Se però invece di onde abbiamo particelle come i fotoni, come può essere spiegata l’interferenza? La soluzione di questo paradosso impegnerà altri vent’anni.