Tapasztalati tényként ismert az a jelenség, hogy fény hatására a fémek felületéről elektronok léphetnek ki. Ez a fotoeffektus, azaz a fényelektromos jelenség.

A mérések szerint azonban a fény intenzitásától független, hogy valóban megtörténik-e az elektron kilökődése az anyagból: ez csak a fény frekvenciájától függ.

A vörös fény általában nem, az ibolya ritkán, az ultraibolya sok fém esetén elegendő a jelenség bekövetkezéséhez.

A fény intenzitása csak a kilépő elektronok számát határozza meg, a kilépés bekövetkezését és a kilépő elektron energiáját nem.

A klasszikus szemlélet alapján ezt a tényt nem lehetett magyarázni.
A problémát Einstein oldotta meg, felhasználva a fény, mint elektromágneses hullám adagosságát.
 

• A fény nem folytonosan, hanem adagokban, kvantumokban szállítja az energiát.
• Egy energiakvantum nagysága arányos a fény frekvenciájával.
• 

• Az elektromágneses hullámban terjedő energiakvantum a foton.
• Az anyagban kötött elektron egyszerre mindig csak egy fotonnal találkozik, amelynek energiája nagyobb kell legyen az elektron kötési energiájánál ahhoz, hogy az elektron kiszabaduljon.

A konkrét kísérlet a következő:

Erősen légritkított üvegedényben helyezzünk el fémlapot,majd vele szemben egy másik elektródát. A két elektródát összekötve és a fémlapot megvilágítva, a körben áram folyik. Kapcsoljunk a két elektródára olyan feszültséget, hogy a fémlap legyen pozitív töltésű, és változtassuk úgy a feszültség nagyságát, hogy a kezdeti elektronáramlás az ellentér hatására éppen megszűnjön. Az így mérhető feszültséget megszorozva az elektron töltésével, megkapjuk azt a munkát, amit a tér végzett, miközben a fémlapból valamilyen sebességgel kilépő elektront lelassította. Ez tehát éppen egyenlő az elektron kezdeti mozgási energiájával. A foton energiájának egy része tehát a kilépési munkát szolgáltatta, másik része pedig az eltávozó elektron mozgási energiáját adta.
A következő összefüggés írható fel:

  ,ahol 

Kísérlet a fényelektromos hatás kimutatására