ปัญหาใหญ่อย่างหนึ่งของฟิสิกส์คลาสสิกเมื่อสิ้นสุดศตวรรษที่ 19 คือการอธิบายว่าเกิดอะไรขึ้นเมื่อมีลำแสงตกกระทบบนแผ่นโลหะ เป็นที่น่าจดจำว่าในเวลานี้ยังไม่มีทฤษฎีที่สมบูรณ์ของกลศาสตร์ควอนตัม

 ในการอธิบายปรากฏการณ์ที่เกี่ยวข้องกับอะตอมและอนุภาคขนาดเล็กอื่นๆ ได้มีการพัฒนากลศาสตร์ทางสถิติ ซึ่งเป็นวิธีจัดการกับปัญหาดังกล่าวในแบบคลาสสิก โดยใช้กลศาสตร์แบบคลาสสิก 

ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าโฟโตอิเล็กทริก เกี่ยวข้องกับการเอาอิเล็กตรอนออกจากชั้นนอกสุดของโลหะโดยใช้ลำแสง ในขณะนั้น แสงยังคงถูกเข้าใจว่าเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า และสันนิษฐานว่ายิ่งความเข้มของแสงมากเท่าใด ปริมาณพลังงานที่ส่งไปก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น เมื่อใช้กลไกแบบคลาสสิกในสมัยนั้น ผลลัพธ์ก็คือ ไม่ว่าแสงจะตกกระทบกับโลหะที่ความถี่ใด เมื่อใดก็ตามที่แสงตกกระทบโลหะ ก็สามารถเพิ่มความเข้มของลำแสงเพื่อฉีกอิเล็กตรอนออกจากวัสดุได้ เป็นไปได้ที่จะวัดพลังงานของอิเล็กตรอนที่ถูกถอดออกโดยใช้โวลต์มิเตอร์

อย่างไรก็ตาม นั่นไม่ใช่สิ่งที่การทดลองแสดงให้เห็น เมื่อลำแสงสีเดียว (ความถี่เดียว) ถูกเพ่งเล็งไปที่แผ่นโลหะ อิเล็กตรอนอาจจะขาดหรือไม่ก็ได้จากโลหะ หากเป็นเช่นนั้น อิเลคตรอนดังกล่าวจะมีพลังงานที่แน่นอน และการเพิ่มความเข้มของแสงไม่ได้ส่งผลให้เกิดการแย่งชิงอิเล็กตรอนที่มีพลังงานต่างกัน แต่มีอิเล็กตรอนจำนวนมากขึ้นที่มีพลังงานเท่าเดิมเท่านั้น หากอิเล็กตรอนไม่ได้ถูกแสงฉีกขาด การเพิ่มความเข้มของแสงก็ไม่ได้ส่งผลให้อิเลคตรอนขาดจากโลหะ ยิ่งกว่านั้น หากความถี่ของแสงตกกระทบนั้นแปรผันไปในทางที่ลดลง สำหรับโลหะหนึ่งๆ ก็มีความถี่ที่เรียกว่าความถี่ตัดผ่านเสมอ ซึ่งต่ำกว่านั้นก็ไม่สามารถเอาอิเล็กตรอนออกจากโลหะได้ ความเข้มของแสง ดังนั้น ทฤษฎีนี้จึงขัดแย้งกับการทดลองด้านล่างภาพมีเครื่องจำลองการโต้ตอบ.