ცნობილი ფიზიკოსი, რომელმაც ფოტონები აღმოაჩინა

ალბერტ აინშტაინი ახსოვთ ფარდობითობის თეორიით და განტოლებით, რომელიც მასას და ენერგიას უტოლდება, მაგრამ არცერთმა მიღწევამ მას არ მოუტანა ნობელის პრემია. მან ეს პატივი მიიღო კვანტურ ფიზიკაში თეორიული მუშაობისთვის. გერმანიის ფიზიკოს მაქს პლანკის მიერ შემუშავებული იდეების შემუშავებისას, აინშტაინმა თქვა, რომ სინათლე შედგებოდა დისკრეტული ნაწილაკებისგან. მან იწინასწარმეტყველა, რომ გამტარ ლითონის ზედაპირზე ანათებს ელექტროენერგია და ეს პროგნოზი დადასტურდა ლაბორატორიაში.

სერ ისააკ ნიუტონმა, რომელიც აღწერს პრიზმით გაფუჭებული სინათლის ქცევას, შემოგვთავაზა, რომ სინათლე ნაწილაკებისგან შედგებოდა. მან მიიჩნია, რომ დიფრაქცია გამოწვეულია იმიტომ, რომ ნაწილაკები შენელებულია მკვრივი საშუალებებით მოგზაურობისას. მოგვიანებით ფიზიკოსები მიდრეკილნი იყვნენ იმ მოსაზრებისკენ, რომ სინათლე ტალღა იყო. ამის ერთ-ერთი მიზეზი იყო ის, რომ ერთდროულად ორი ჭრილის შუქის ანთება წარმოქმნის ჩარევის ნიმუშს, რაც მხოლოდ ტალღებით არის შესაძლებელი. როდესაც ჯეიმს კლერკ მაქსველმა 1873 წელს გამოაქვეყნა ელექტრომაგნეტიზმის თეორია, მან განტოლებები დააფუძნა ელექტროენერგიის, მაგნეტიზმისა და სინათლის ტალღისებრ ბუნებას - ამასთან დაკავშირებული ფენომენი.

მაქსველის განტოლებების ელეგანტურობა სინათლის გადაცემის ტალღური თეორიის მტკიცებულებაა, მაგრამ მაქს პლანკი შთაგონებული იყო უარყოს ეს თეორია "შავი ყუთის" გათბობისას დაფიქსირებული ქცევის ასახსნელად, რაც არ შეიძლება შუქზე გაქცევა. ტალღის დინამიკის გაგების თანახმად, ყუთმა უნდა გასხივოს ულტრაიისფერი გამოსხივების უსასრულო რაოდენობა. ამის ნაცვლად, იგი ასხივებდა დისკრეტულ სიხშირეებში - არცერთი მათგანი არ არის უსასრულო. 1900 წელს პლანკმა წამოაყენა იდეა, რომ ინციდენტის ენერგია "კვანტიზირდა" დისკრეტულ პაკეტებში ამ ფენომენის ასახსნელად, რომელიც ულტრაიისფერი კატასტროფის სახელით იყო ცნობილი.

ალბერტ აინშტაინმა გულწრფელად მიიჩნია პლანკის იდეები და 1905 წელს მან გამოაქვეყნა ნაშრომი სახელწოდებით "ევრისტიკური თვალსაზრისით სინათლის წარმოება და ტრანსფორმაცია ", რომელშიც მან გამოიყენა ისინი ფოტოელექტრული ეფექტის ასახსნელად, რომელიც პირველად დააფიქსირა ჰაინრიხ ჰერცმა 1887. აინშტაინის თანახმად, ლითონის ზედაპირზე მომხდარი სინათლე ქმნის ელექტროენერგიას, რადგან სინათლის ნაწილაკები ატომებს აცილებენ ელექტრონებს, რომლებიც ლითონს ქმნიან. დენის ენერგია უნდა იცვლებოდეს ინციდენტის სინათლის სიხშირის ან ფერის მიხედვით და არა სინათლის ინტენსივობის მიხედვით. ეს იდეა რევოლუციური იყო სამეცნიერო საზოგადოებაში, სადაც მაქსველის განტოლებები კარგად იყო დამკვიდრებული.

ამერიკელი ფიზიკოსი რობერტ მილიკანი თავდაპირველად არ იყო დარწმუნებული აინშტაინის თეორიებში და მან გამოავლინა ფრთხილად ექსპერიმენტები მათი შესამოწმებლად. მან მოათავსა ლითონის ფირფიტა ევაკუირებული მინის ბოლქვის შიგნით, სხვადასხვა სიხშირის სინათლე აანთო ფირფიტაზე და დაფიქსირდა მიღებული დენები. მიუხედავად იმისა, რომ მილიკანი ეჭვის თვალით უყურებდა, მისი დაკვირვებები აინშტაინის წინასწარმეტყველებებს ეთანხმებოდა. აინშტაინმა ნობელის პრემია მიიღო 1921 წელს, მილიკანმა კი 1923 წელს. არც აინშტაინმა, არც პლანკმა და არც მილიკანმა ნაწილაკებს არ უწოდეს "ფოტონები". ეს ტერმინი არ გამოვიდა გამოყენებამდე, სანამ იგი ბერკლის ფიზიკოსმა გილბერტ ლუისმა არ გამოიყენა 1929 წელს.