在自然界裏，事物的性質是複雜的，常常呈現出相互矛盾的現象。可是，矛盾的本質一旦被揭露，在科學上就是一次重大的突破，它就意味著新學說的創立。偉大的科學家愛因斯坦的光子說，正是這樣建樹了奇功……
1887年，著名的科學家赫茲發現了一個奇怪的現象：一對帶高電壓的金屬極板，用紫外線照射其中的一塊，則在兩塊金屬極板之間就會發生火花放電。第二年，俄國物理學家斯托列托夫也做了一個類似的實驗，他發現：用紫外線照射一塊帶負電的單獨金屬板，就會使極板失去負電荷。
在光照射下金屬表麵失去負電荷的現象，或者說，當光照射在金屬表麵時金屬中有電子逸出的現象，在物理學上稱之為光電效應。
我們可做一個簡單的小實驗，來觀察光電效應現象。取一塊清潔、絕緣的鋅板，並用導線將它與驗電器的金屬杆相接。如果讓鋅板帶上負電荷，用紫外線照射鋅板，則驗電器指針的偏角就會立即減小。如果讓鋅板帶上正電，用紫外線照射鋅板，則驗電器指針的偏角就會增大。這個實驗證明：在紫外線的照射下，鋅板確實是失去了負電荷。
紫外線照射下的鋅板是怎樣失去電子的？
我們再來看一個實驗。金屬板、靈敏電流計、電池組和金屬網依次用導線串聯起來。讓光線穿過金屬網、照射到接於電池負極因而帶有負電的金屬板上，此時，就可以看出電流計指針指示有電流通過。如果將電池組反過來，將金屬板接到電池組的正極上，將金屬網接到電池組的負極上，然後再讓光線穿過金屬網而照射到金屬板上，此時，電流計就沒有電流通過的指示了。由此可見，電流是金屬板上釋放出來的電子在電場作用下跑到高電勢的金屬網上去而形成的。
采用別的金屬板作極板，在光線照射下也會發生光電效應。不過，對不同的金屬極板，必須使用不同的光線照射。如對鋅、鐵、銅等金屬，要使用紫外線照射；如對鋰、鈉、鉀等金屬，則使用頻率較小的可見光照射即可。
為了研究光電效應的規律，將上述實驗裝置的極板和極板封閉在高真空容器內，起初，電流表沒有電流指示，當紫外線通過石英小窗口照射到極板上時，電流表就會有電流指示，因為接於電池組負極的極板受到紫外線的照射而釋放出電子，這些電子在電場的加速下，從極板向極板運動而形成了電流。這些電子，是光照射到金屬表麵上所激發出來的，因而稱之為光電子；而它們所形成的電流，就稱之為光電流。
實驗告訴我們，光電效應的規律是：
1.光電流的產生過程是極快的，一般不超過10——9秒，光照停止，光電流隨即消失。
2.在極板接正、接負的情況下，逐漸增加正向電壓，則光電流也將隨之增大；當電壓增大到一定值時，光電流就不再增大，即達到飽和值，此後再增大正向電壓，也是不起作用的。這是因為，紫外線所激發出來的光電子已經全部被極板吸收去了。
3.增大照射光的強度，則光電流從原飽和值開始繼續增長，直至光電流達到更大的飽和值為止；若照射光的強度增大1倍，光電流的飽和值也增加1倍，這就表明，在單位時間裏從極板激發出來的光電子數，由此而產生的光電子流強度，是與照射光的強度成正比的。
4.將兩極板之間的正向電壓逐漸降低到零，此時電流表仍有指示，這表明電路裏仍有一定大小的電流通過。由此可以斷定：起初，光電子從極板激發出來時，就已經具有一定的能量和初速度，即使沒有電場作用，也能夠靠自己的能量跑到極板上去，因而形成光電流。
5.在極板接正、接負的情況下，由分壓器使反向電壓增大。當反向電壓增大到一定值時，則光電流截止。此時的反向電壓，稱為截止電壓。在這種情況下，光電子靠自己的最大初動能不足以克服反向電場阻力而達極板。因此，根據反向截止電壓，可以求出光電子的最大初動能：電子克服反向截止電壓，所做的功。而且，實驗還證明，照射光強度增大，反向截止電壓保持不變，也就是說，光電子的最大初動能與照射光強度無關。