アルバート・アインシュタインは、相対性理論と質量とエネルギーを等しくする方程式で記憶されていますが、どちらの業績も彼にノーベル賞を受賞しませんでした。 彼は量子物理学の理論的研究でその栄誉を受けました。 アインシュタインは、ドイツの物理学者マックスプランクによって進められたアイデアを発展させ、光は個別の粒子で構成されていると提案しました。 彼は、導電性の金属表面に光を当てると電流が発生すると予測し、この予測は実験室で証明されました。
光の二重の性質
アイザックニュートン卿は、プリズムによって回折された光の振る舞いを説明し、光は粒子で構成されていると提案しました。 彼は、高密度の媒体を通過するときに粒子が遅くなるために回折が引き起こされると考えました。 その後、物理学者は光が波であるという見方をする傾向がありました。 この理由の1つは、2つのスリットから同時に光を当てると干渉パターンが生成されるためです。これは波でのみ可能です。 ジェームズクラークマクスウェルが1873年に電磁気学の理論を発表したとき、彼は電気、磁気、光の波のような性質に基づいて方程式を作成しました。これは関連する現象です。
紫外破綻
マクスウェルの方程式の優雅さは、光の波動説の強力な証拠ですが、マックスプランクは触発されました その理論に反論して、「ブラックボックス」を加熱したときに観察される動作を説明します。 逃れる。 波のダイナミクスの理解によれば、ボックスは加熱されると無限の量の紫外線を放射するはずです。 代わりに、それは離散的な周波数で放射しました-それらのどれも無限ではありません。 1900年、プランクは、入射エネルギーを個別のパケットに「量子化」して、紫外線の大災害として知られるこの現象を説明するという考えを発展させました。
光電効果
アルバート・アインシュタインはプランクの考えを真摯に受け止め、1905年に「ヒューリスティックな視点で 光の生成と変換」では、ハインリヒ・ヘルツが最初に観測した光電効果を説明するためにそれらを使用しました。 1887. アインシュタインによれば、金属表面に入射する光は、軽い粒子が金属を構成する原子から電子をノックアウトするため、電流を生成します。 電流のエネルギーは、光の強度ではなく、入射光の周波数（または色）に応じて変化する必要があります。 このアイデアは、マクスウェルの方程式が十分に確立されている科学界で革命的でした。
アインシュタインの理論が検証された
アメリカの物理学者ロバート・ミリカンは最初はアインシュタインの理論を確信していなかったので、彼はそれらをテストするために注意深い実験を考案しました。 彼は、真空にされたガラス球の中に金属板を置き、板にさまざまな周波数の光を当て、結果として生じる電流を記録しました。 ミリカンは懐疑的でしたが、彼の観察はアインシュタインの予測と一致していました。 アインシュタインは1921年にノーベル賞を受賞し、ミリカンは1923年にノーベル賞を受賞しました。 アインシュタイン、プランク、ミリカンのいずれも、粒子を「光子」とは呼んでいませんでした。 この用語は、1929年にバークレーの物理学者ギルバートルイスによって造られたまで使用されませんでした。