L’effetto fotoelettrico consiste nell’emissione di elettroni da parte di un metallo bombardato da radiazioni luminose di opportuna frequenza. Questo fenomeno dimostra la natura corpuscolare della luce: consideriamo infatti la luce composta da “pacchetti” o “quanti” di energia, chiamati fotoni. L’energia di un fotone è uguale alla costante di planck per la frequenza dello stesso. (Maggiore la frequenza, maggiore l’energia $ E=hf $). Se l’energia posseduta dal fotone è maggiore o uguale al lavoro di estrazione che bisogna compiere per estrarre un elettrone dal metallo allora si avrà emissione di elettroni.
L’esperimento della doppia fenditura dimostra la natura ondulatoria della luce. Infatti, proprietà come la diffrazione e l’interferenza sono proprie delle onde (elettromagnetiche nel nostro caso). Si osserva sperimentalmente che frapponendo un ostacolo con due fenditure di lunghezza comparabile con la lunghezza d’onda della luce emessa, fra una sorgente ed un rilevatore, è possibile osservare il fenomeno dell’interferenza, dovuto alla diffrazione dell’onda che supera le fenditure e che si compone secondo il principio di sovrapposizione causando interferenza costruttiva o distruttiva a seconda della differenza di cammino percorso.
Questi esperimenti porteranno alla formulazione della nuova teoria della meccanica quantistica, grazie a Max Planck, con la teoria dei quanti, Albert Einstein, con la spiegazione e dimostrazione dell’effetto fotoelettrico, Heisenberg, con la formulazione del principio di indeterminazione e Schrodinger, con il nuovo modello atomico definito “ondulatorio”, e la funzione d’onda che descrive la probabilità di distrubuzione di un elettrone all’interno del nucleo atomico a partire da quattro numeri quantici che definiscono il livello di energia, la conformazione degli orbitali e lo spin delle particelle.