Leider ist es eine Schwäche vieler Physiklehrer, die Aussage, warum die Beobachtungen zum Fotoeffekt der Wellentheorie widersprechen, nicht begründen zu können.
Die Energie einer klassischen Welle hängt von ihrer Amplitude ab. Je größer die Amplitude, umso mehr Energie enthält sie. Genauer gesagt ist die Energie einer Welle proportional zum Quadrat der Amplitude.
Die Intensität von Licht (oder allgemein von elektromagnetischer Strahlung) ist die Energie, die pro Zeit auf eine bestimmt Fläche trifft, sie ist also ebenfalls proportional zum Quadrat der Amplitude und proportional zur Energie. Wenn die Intensität steigt, trifft also mehr Energie pro Zeit auf eine bestimmte Fläche - einfach ausgedrückt: das Licht ist heller.
Insofern trifft bei größerer Intensität mehr Energie pro Zeit auf die Elektronen, die aber unterhalb einer bestimmten Wellenlänge trotzdem nicht herausgelöst werden können, ganz egal, wie lange das Licht einstrahlt und damit wie viel Energie sie insgesamt abbekommen. Dies ist nur so zu erklären, dass die Elektronen die Energie vom Licht nicht kontinuierlich aufnehmen, sondern nur bestimmte Energiebeträge, die offenbar von der Wellenlänge abhängen.
Stellt man sich Licht als Teilchenstrom vor, ist die Erklärung einfach:
Es trifft jeweils ein Lichtteilchen zur Zeit auf ein Elektron. Hat dieses Teilchen genug Energie, das Elektron herauszulösen, dann tritt der Fotoeffekt auf, wenn es zu wenig Energie hat, gibt es keinen Fotoeffekt. Es ist (nach Einstein) nicht möglich, dass sich mehrere Lichtteilchen (Photonen) zusammentun und zusammen ein Elektron herauslösen. Mit der Wellentheorie ist ein solches Verhalten nicht zu erklären, die Energie müsste kontinuierlich an die Elektrinen abgegeben werden, und bei genügend hoher Intensität (Helligkeit) oder bei entsprechend länger Einstrahlung müssten die Elektronen genug Energie absorbieren, um herausgelöst zu werden.