Фотоэлектрический эффект не может быть объяснён исключительно с помощью волновой теории, потому что она не объясняет некоторые экспериментальные факты: 24

• Кинетическая энергия электронов не зависит от интенсивности света. 13 С точки зрения волновой теории, чем больше интенсивность света, тем большие силы действуют на электроны со стороны электромагнитного поля световой волны, и тем большая энергия должна передаваться электронам. 13 Однако экспериментально обнаружено, что кинетическая энергия вырываемых светом электронов зависит только от частоты света. 13
• Световые волны малой частоты не могут вырывать электроны. 1 С точки зрения волновой теории, энергия, передаваемая электронам, пропорциональна интенсивности света, поэтому свет любой частоты, но достаточно большой интенсивности должен был бы вырывать электроны из металла. 4 Однако это противоречит третьему закону фотоэффекта: для каждого вещества существует максимальная длина волны, при которой фотоэффект ещё наблюдается. 3
• Фотоэффект возникает без задержки. 2 По классической волновой теории, энергия света не сконцентрирована в фотонах, а распределена в волне, поэтому энергию, равную работе выхода, электрон приобретал бы не сразу, на это должно уходить некоторое время. 2 Однако после включения освещения фотоэффект возникает без задержки (то есть с первым же фотоном, достигшим металла). 2

Для объяснения фотоэлектрического эффекта была разработана квантовая теория света, которая учитывает как волновые, так и корпускулярные свойства света. 4