Apéndice capítulo 4

En 1902, el físico Philipp Lenard presentó los resultados de medir con precisión un efecto observado por Heinrich Herz diez años atrás: al iluminar una delgada lámina metálica se conseguía que la luz «arrancase» electrones del metal.

Una explicación que dio la física clásica, considerando que la luz era una onda, fue la siguiente: las ondas de luz chocan contra los electrones del metal, del mismo modo que las olas del mar lo hacen contra los granos de arena. Cuanto más intensas (más grandes y fuertes) sean las olas, más empuje y energía transmitirán a los granos de arena que saldrán despedidos. Del mismo modo debía suceder, por lo tanto, con la luz: a mayor intensidad (luz más brillante), los electrones de la placa metálica serían arrancados con más energía.

Pero los resultados de Lenard indicaban algo completamente distinto. Al aumentar la intensidad de la luz también se incrementaba el número de electrones arrancados, pero no así la energía con la que salían despedidos. Incluso un haz de luz muy tenue era capaz de arrancar algunos electrones.

Los experimentos que se realizaron más tarde demostraron, además, que existía un caso particular (si la frecuencia de la luz era lo suficientemente pequeña)[28] para el que, por mucho que aumentásemos su intensidad y la hiciésemos más brillante, no conseguiría desprender ni un solo electrón.

Con la hipótesis de Einstein de que la luz está formada por pequeñas partículas —los cuantos de energía llamados fotones— se puede explicar el efecto fotoeléctrico.

Einstein imaginó cómo un único fotón era absorbido por un único electrón de la placa, transfiriéndole la energía suficiente para escapar del metal. Si iluminamos la placa con más intensidad, aumentaremos el número de fotones, con lo que conseguiremos aumentar el número de electrones arrancados.

Según la ley de Planck, a mayor frecuencia del haz de luz, mayor será la energía de los fotones. Un foco de luz con una frecuencia demasiado baja estaría compuesto por fotones con una energía tan baja que no tendrían fuerza suficiente para arrancar electrones del metal. Sería como si pretendiésemos mover un todoterreno lanzándole una canica por detrás. Aumentando la intensidad sólo conseguiría que tuviésemos más coches y canicas con las que realizar una hazaña imposible.[29]