Efecto fotoeléctrico y cuantización

FALSA. El efecto fotoeléctrico es precisamente la prueba de la naturaleza corpuscular de la luz.

El efecto fotoeléctrico es la emisión de electrones por un metal cuando se ilumina con luz de frecuencia adecuada. Los experimentos muestran que:

• Solo hay emisión si la frecuencia de la luz supera una frecuencia umbral $f_0$, propia de cada metal, por intensa que sea la luz.
• La energía cinética máxima de los electrones depende de la frecuencia de la luz, no de su intensidad. La intensidad solo cambia el número de electrones emitidos.
• La emisión es instantánea, aunque la luz sea muy débil.

Según la teoría ondulatoria clásica, la energía de la onda se reparte de forma continua y depende de su intensidad: una luz de cualquier frecuencia, si es suficientemente intensa o se espera el tiempo necesario, debería arrancar electrones, y estos deberían salir más rápidos con luz más intensa. Nada de eso ocurre.

Einstein (1905) lo explicó suponiendo que la luz está formada por fotones, partículas con energía $E = h\,f$. Cada fotón cede toda su energía a un solo electrón, y el balance de energía es:$$h\,f = W_0 + E_{c,\text{máx}}\qquad W_0 = h\,f_0$$Si $h f < W_0$, ningún fotón puede arrancar un electrón (frecuencia umbral); el exceso de energía se convierte en energía cinética, que depende solo de $f$; y la intensidad solo fija cuántos fotones llegan, es decir, cuántos electrones salen.

La naturaleza ondulatoria de la luz la prueban otros fenómenos, como la interferencia y la difracción. Hoy se acepta que la luz tiene naturaleza dual: se comporta como onda al propagarse y como partícula al interaccionar con la materia, como en el efecto fotoeléctrico.