Ott tartottunk, hogy minden olyan kísérlet, amelyet jelenleg fotonokkal magyaráznak, tökéletesen megmagyarázható fotonok nélkül, tehát a fotonokra nincs szükség.
Lássuk például a fényelektromos hatást. Azért választottam ezt, mert a fényelektromos hatás volt az a jelenség, amelynek magyarázatára Einstein kitalálta a fotonokat.
A fényelektromos hatást tekintik a fotonok melletti legfontosabb bizonyítéknak ma is. Mindjárt látni fogjuk, hogy nem az, mert a szakaszos hullámelmélettel magyarázható meg igazán a jelenség.
A fényelektromos jelenséget Wilhelm Hallwachs (1859-1922) és Heinrich Hertz (1857-1894) német fizikusok fedezték fel 1888 körül. Megfigyelték, hogy ha egy fémlemez felületét ultraibolya fénnyel világítják meg, akkor a lemezből elektronok lépnek ki. A jelenséget részletesen Lénárd Fülöp (1862-1947) osztrák-magyar fizikus kezdte kutatni 1896 körül, aki korábban Hertz asszisztense volt. 1902-ben publikálta kísérletei eredményét, amelyek megmutatták, hogy, A kilépő elektronok száma a megvilágítás erősségétől függ (erősebb fény - több kilépő elektron). A kilépő elektronok sebessége (energiája) pedig a fény frekvenciájától függ (nagyobb frekvencia - nagyobb energia).
Ekkoriban még nem volt ismert a Bohr-féle atommodell, amely csak később, 1913-ban látott napvilágot. Így Lénárd – ugyanúgy, mint Planck – még folyamatos hullámnak tekintette a fényt. Miért lényeges ez? Azért, mert a folyamatos fény erősségét a hullám amplitúdója határozza meg. Folyamatos fényt feltételezve az volt várható, hogy erősebb megvilágítás (nagyobb amplitúdójú hullám) nagyobb energiájú elektronokat fog kiváltani a fémlapból. De a kísérlet nem ezt mutatta. Lénárd azt tapasztalta, hogy ha megnövelte a megvilágítás erősségét, akkor a kilépő elektronok energiája nem növekedett meg, viszont több elektron lépett ki a fémlapból. Tehát a tapasztalat ellentmondott az elméletnek. Lénárd ezt a rejtvényt nem tudta megfejteni, de nem is tudhatta, mivel ekkor még a fényt folyamatos hullámnak tekintette mindenki.
A kísérletek idején éppen Lénárdnál gyakornokoskodott Mileva Marič, aki néhány évvel később Einstein első felesége lett. Így Einstein jól ismerte Lénárd kutatásait felesége révén. Einstein 1905-ben publikálta tanulmányát, amelyben a fényelektromos jelenség magyarázatát Planck fénykvantumjának „továbbfejlesztett” változatával, vagyis a fotonnal adta meg. Einstein a fénykvantumot egy kompakt, pontban lokalizált részecskének tekintette, mert ekkor még ő sem tudhatta, hogy a fény valójában rövid hullámdarabokból áll. Einstein elképzelése szerint, amikor a fény a fémlapra esik, a fotonok nekiütköznek a fém elektronjainak, amelyeket kiütnek a helyükről. Ütközéskor átadják energiájukat az elektronoknak. Egy foton energiája E=h*f, amelyet ütközéskor teljes egészében átad egy elektronnak. Amennyiben a foton által átadott energia nagyobb, mint a fémre jellemző kilépési munka (W), akkor az elektron kilép a fémlapból. A fennmaradó energia pedig a kilépő elektron mozgási energiáját (Ekin) növeli.
E = W + Ekin
1905-ben – ahogyan sem Planck sem Lénárd – Einstein sem ismerhette Bohr 1913-as atommodelljét. Ha ismerte volna, akkor bizonyára egészen más eredményre jutott volna. Mivel mi már tudjuk, hogy a fény hullámdarabokban születik és így is terjed, a fényelektromos jelenséget meg tudjuk magyarázni a szakaszos hullámelmélet segítségével, és nincs szükségünk a fotonokra. Lássuk mi a helyes magyarázat!
A hullámdarabokból álló fény erőssége nem a hullám amplitúdótól függ, hanem a fényforrásból időegység alatt kiáramló hullámsorok számától (több hullámsor - nagyobb fényerősség). Ez alapján már érthető, hogy a kilépő elektronok száma miért nő meg, ha növeljük a fényerősséget: több hullámsor több elektront vált ki.
A hullámsorozat nem "kiüti" az elektront, mint ahogyan Einstein elképzelte, hanem rezonancia segítségével energiát ad át az atomoknak. Sok-sok atom veszi fel az energiát, amelyek azonnal ki is sugározzák. Ahol a sok hullám erősíti egymást, ott energia csúcsok jönnek létre, amelyek már képesek elektron kiváltására.
Egyszóval a fényelektromos jelenséghez nem kellenek fotonok.
A szakaszos hullámelmélettel tökéletesen megmagyarázható a jelenség.
Sőt létezik olyan kísérlet, amely egy az egyben cáfolja a fotonos magyarázatot.
