अल्बर्ट आइंस्टीन को सापेक्षता सिद्धांत और द्रव्यमान और ऊर्जा को समान करने वाले समीकरण के लिए याद किया जाता है, लेकिन किसी भी उपलब्धि ने उन्हें नोबेल पुरस्कार नहीं दिलाया। उन्हें यह सम्मान क्वांटम भौतिकी में उनके सैद्धांतिक कार्य के लिए मिला। जर्मन भौतिक विज्ञानी मैक्स प्लैंक द्वारा विकसित विचारों को विकसित करते हुए, आइंस्टीन ने प्रस्तावित किया कि प्रकाश असतत कणों से बना था। उन्होंने भविष्यवाणी की थी कि एक संवाहक धातु की सतह पर चमकती रोशनी एक विद्युत प्रवाह पैदा करेगी, और यह भविष्यवाणी प्रयोगशाला में सिद्ध हुई थी।
प्रकाश की दोहरी प्रकृति
सर आइजैक न्यूटन ने प्रिज्म द्वारा विवर्तित प्रकाश के व्यवहार का वर्णन करते हुए प्रस्तावित किया कि प्रकाश कणों से बना होता है। उन्होंने सोचा कि विवर्तन इसलिए होता है क्योंकि घने माध्यम से यात्रा करते समय कण धीमे हो जाते हैं। बाद में भौतिकविदों ने इस दृष्टिकोण की ओर रुख किया कि प्रकाश एक तरंग है। इसका एक कारण यह था कि दो झिल्लियों के माध्यम से चमकती रोशनी एक बार में एक हस्तक्षेप पैटर्न उत्पन्न करती है, जो केवल तरंगों के साथ ही संभव है। जब जेम्स क्लर्क मैक्सवेल ने 1873 में विद्युत चुंबकत्व के अपने सिद्धांत को प्रकाशित किया, तो उन्होंने बिजली, चुंबकत्व और प्रकाश की तरंग जैसी प्रकृति पर समीकरणों को आधारित किया - एक संबंधित घटना।
पराबैंगनी आपदा
मैक्सवेल के समीकरणों का लालित्य प्रकाश संचरण के तरंग सिद्धांत के लिए मजबूत सबूत है, लेकिन मैक्स प्लैंक प्रेरित था उस सिद्धांत का खंडन करने के लिए "ब्लैक बॉक्स" को गर्म करते समय देखे गए व्यवहार की व्याख्या करने के लिए, जो कि कोई प्रकाश नहीं है light पलायन। तरंग गतिकी की समझ के अनुसार, गर्म होने पर बॉक्स को अनंत मात्रा में पराबैंगनी विकिरण विकीर्ण करना चाहिए। इसके बजाय, यह असतत आवृत्तियों में विकीर्ण हुआ - उनमें से कोई भी अनंत नहीं है। 1900 में, प्लैंक ने इस विचार को आगे बढ़ाया कि इस घटना को समझाने के लिए घटना ऊर्जा को असतत पैकेटों में "मात्राबद्ध" किया गया था, जिसे पराबैंगनी तबाही के रूप में जाना जाता था।
फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव
अल्बर्ट आइंस्टीन ने प्लैंक के विचारों को दिल से लगा लिया, और 1905 में, उन्होंने "ऑन ए ह्यूरिस्टिक व्यूपॉइंट कंसर्निंग द" नामक एक पेपर प्रकाशित किया। प्रकाश का उत्पादन और परिवर्तन," जिसमें उन्होंने उन्हें फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव की व्याख्या करने के लिए इस्तेमाल किया, जिसे पहली बार हेनरिक हर्ट्ज़ द्वारा देखा गया था 1887. आइंस्टाइन के अनुसार, किसी धातु की सतह पर आपतित प्रकाश से विद्युत धारा उत्पन्न होती है क्योंकि प्रकाश के कण धातु को बनाने वाले परमाणुओं से इलेक्ट्रॉनों को बाहर निकाल देते हैं। करंट की ऊर्जा घटना प्रकाश की आवृत्ति - या रंग - के अनुसार अलग-अलग होनी चाहिए, न कि प्रकाश की तीव्रता के अनुसार। यह विचार एक वैज्ञानिक समुदाय में क्रांतिकारी था जिसमें मैक्सवेल के समीकरण अच्छी तरह से स्थापित थे।
आइंस्टीन का सिद्धांत सत्यापित
अमेरिकी भौतिक विज्ञानी रॉबर्ट मिलिकन पहले आइंस्टीन के सिद्धांतों के बारे में आश्वस्त नहीं थे, और उन्होंने उनका परीक्षण करने के लिए सावधानीपूर्वक प्रयोग किए। उन्होंने एक खाली कांच के बल्ब के अंदर एक धातु की प्लेट रखी, प्लेट पर विभिन्न आवृत्तियों का प्रकाश डाला और परिणामी धाराओं को रिकॉर्ड किया। हालांकि मिलिकन को संदेह था, लेकिन उनके अवलोकन आइंस्टीन की भविष्यवाणियों से सहमत थे। 1921 में आइंस्टीन को नोबेल पुरस्कार मिला और 1923 में मिलिकन ने इसे प्राप्त किया। न तो आइंस्टीन, प्लैंक और न ही मिलिकन ने कणों को "फोटॉन" कहा। 1929 में बर्कले के भौतिक विज्ञानी गिल्बर्ट लुईस द्वारा गढ़े जाने तक यह शब्द उपयोग में नहीं आया।