光電効果と光の粒子性

光って「波」なの？それとも「粒」なの？

──そんな疑問にズバッと答えをくれたのが、実は光電効果なんです！

このページでは、光電効果が「光は粒子だ！」という証拠になる理由を、身近なたとえを交えながらわかりやすくかみ砕いて解説していきます！

まず「光電効果」ってどういう現象？

光電効果とは、金属に光を当てると電子が飛び出してくるという現象。

でもこのとき、不思議なことが起きるんです。

• 強い光を当てても、電子が飛び出さないことがある
• 弱くても、ある条件を満たせば電子が出る
• 光を当てた瞬間に、すぐ電子が飛ぶ

これ、どう考えても「波」としての性質だけじゃ説明できないんです。

「波」だけでは説明できない理由

昔の考え方では、光は波でできてると思われてました。「波が強ければ強いほどエネルギーも大きくなる」ってイメージですね。

でも光電効果では…

どれだけ強くても「色（＝周波数）」が足りないと電子は飛び出さない

これ、波の理屈だとつじつまが合わないんです。

たとえば、「めっちゃ強い赤外線（低周波）」を当ててもダメで、「ちょっと弱い紫外線（高周波）」ならピョンと電子が飛び出す、みたいな現象がバッチリ起きちゃう。

「…それって波じゃなくて“粒”がぶつかってるってことじゃない？」

って気づいたのがアインシュタインなんです！

アインシュタインが出した結論は…光＝粒！

アインシュタインはこの現象を見て、

光はエネルギーの粒（＝光子）としてふるまってるんじゃないか？

って考えました。そして、

• 1個の光子が、1個の電子にぶつかる
• ぶつかるときのエネルギーが一定以上なら、電子は飛び出す
• 光の「強さ」じゃなくて「1個の粒のエネルギー（周波数）」が大事

…というモデルを提案したんです。

この説明がピタッとはまり、見事にノーベル賞をゲット！

つまり、光電効果は「光って粒なんだよ！」ってことを物理的に証明した現象なんですね。