愛因斯坦於1905年6月9日發表論文，提出光量子的概念，成功解釋困擾科學家很久的光電效應。不過當時普遍認為光是一種波，尤其許多實驗都證實光就是馬克士威所說的電磁波，愛因斯坦的量子說自然受到高度質疑；美國物理學家密立根便是反對者之一。（可參見上一篇） 密立根完成測量基本電荷的油滴實驗後，未待論文發表，立即於1912年著手光電效應實驗。他設計了一個極為精巧的裝置，足以排除各種可能的干擾，以確保實驗數據的準確性，希望藉此徹底否定光量子假說，擊退愛因斯坦對經典物理學的挑戰。 這個裝置的核心是一個高度真空的玻璃管，以免電子受到空氣中的分子干擾。玻璃管內設有用電磁控制的鋒利刀片（下圖K），可刮削鈉、鉀和鋰等金屬樣本（下圖中間W）的表面，排除氧化或其它雜質的影響。為了精確控制入射光的頻率，密立根使用弧光燈作為光源，並透過一系列稜鏡和濾光片，分離出特定頻率的單色光。 單色光照射金屬所產生的光電子會奔向陽極（下圖S），形成光電流。如果愛因斯坦是對的，光電子的最大動能和入射光的頻率應該會呈線性關係，否則就代表光量子假說是錯的。 密立根花了三年時間才完成實驗，結果與他預期的相反，所有實驗數據都完美地落在一條直線上。而且從斜率算出普朗克常數的值，與普朗克當初從黑體輻射理論推導出的值高度吻合，誤差不到0.5