빛을 세게 비추면 왜 전자가 더 빨라지지 않을까?

그때 그곳

금속에 빛을 비추면 전자가 튀어나옵니다. 여기까지는 알려져 있었습니다.

그런데 이상한 점이 있었습니다. 빛을 아무리 밝게 해도 튀어나오는 전자가 빨라지지 않습니다. 개수만 늘어납니다. 반대로 빛의 색을 파란 쪽으로 바꾸면 전자가 빨라집니다. 어두운 파란빛이 밝은 붉은빛보다 셉니다.

왜 이 질문이었나

빛이 파동이라면 이럴 수가 없습니다. 파도가 세면 배가 더 크게 흔들리듯, 빛이 밝으면 전자가 더 세게 밀려나야 합니다.

아인슈타인의 설명은 이랬습니다. 빛이 알갱이로 온다고 하자. 알갱이 하나의 힘은 색으로 정해진다. 파란 알갱이는 세고 붉은 알갱이는 약하다.

그러면 밝게 한다는 것은 알갱이를 많이 보내는 것이지, 알갱이 하나를 세게 만드는 게 아닙니다. 약한 알갱이는 아무리 많아도 전자를 세게 못 밀어냅니다.

알아낸 것

이 설명은 플랑크가 다섯 해 전에 억지로 세웠던 가정을 진짜로 만들었습니다. 플랑크는 에너지가 덩어리로 오간다고 가정했지만 계산상의 편법이라 여겼습니다. 아인슈타인은 빛 자체가 그렇게 생겼다고 말한 겁니다.

밀리컨이 이 설명이 틀렸음을 보이려고 10년을 실험했습니다. 결과는 반대였습니다. 그의 정밀한 측정이 아인슈타인의 식을 확인해줬습니다.

아인슈타인의 노벨상은 상대성이론이 아니라 이것으로 받았습니다. 그리고 지금 태양광 패널, 디지털 카메라의 이미지 센서, 자동문 감지기가 전부 이 현상입니다.

이 카드에 나온 말

광전효과