fotão

Em 1902-1903, o físico alemão Philipp Lenard investigou mais a fundo, numa série de experiências os fotoeletrões (partículas animadas de grande velocidade), e descobriu que um aumento da intensidade luminosa incidente produz um aumento dos eletrões libertados, mas não altera a sua energia.

A energia cinética dos eletrões depende da cor da luz, isto é, da sua frequência. Estes resultados contraditórios da teoria ondulatória da luz não se podiam explicar com âmbito na física estabelecida.

Foi o físico alemão Albert Einstein, em 1905-1906, o primeiro a elaborar uma nova hipótese para justificar este fenómeno. Partindo da ideia do físico alemão Max Planck sobre a emissão e absorção da energia, segundo a qual estas não se dão de forma contínua, mas sim em pequenas quantidades designadas quanta (plural latim de quantum - quanto), pôde verificar-se que, no efeito fotoelétrico, a cada fotoeletrão corresponde um quanto de luz incidente de energia E = hf, em que h representa a constante de Planck e f a frequência da luz incidente.

O quanto de energia h.f é tanto maior quanto mais elevada for a frequência da luz. Um aumento da intensidade luminosa corresponde a um maior número de quanta incidentes, podendo estes ser considerados como partículas, pela equação da equivalência energia-massa. A estas partículas, Einstein, designou-as por fotões.

Segundo a sua teoria, a emissão ou receção de fotões é equivalente.

Assim como a luz se propaga continuamente e não pode existir em repouso, também os fotões têm uma velocidade igual à da luz e também não podem existir em repouso. Por este facto, é nula a sua massa em repouso.