Albertas Einšteinas yra prisimenamas dėl reliatyvumo teorijos ir lygties, kuri prilygina masę ir energiją, tačiau nė vienas laimėjimas jam negavo Nobelio premijos. Šią garbę jis gavo už savo teorinį darbą kvantinėje fizikoje. Plėtodamas vokiečių fiziko Maxo Plancko idėjas, Einšteinas pasiūlė šviesą sudaryti iš atskirų dalelių. Jis prognozavo, kad šviečiant šviesai ant laidžio metalinio paviršiaus, atsiras elektros srovė, ir ši prognozė buvo įrodyta laboratorijoje.
Dviguba šviesos prigimtis
Seras Isaacas Newtonas, apibūdindamas prizmės išskaidytos šviesos elgesį, pasiūlė, kad šviesa būtų sudaryta iš dalelių. Jis manė, kad difrakciją lemia tai, kad keliaujant per tankią terpę dalelės sulėtėjo. Vėliau fizikai linko į nuomonę, kad šviesa yra banga. Viena to priežasčių buvo ta, kad šviečiant šviesą per du plyšius vienu metu, susidaro interferencijos modelis, kuris įmanomas tik bangomis. Kai 1873 m. Jamesas Clerkas Maxwellas paskelbė savo elektromagnetizmo teoriją, jis lygtis grindė į bangas panašiu elektros, magnetizmo ir šviesos pobūdžiu - susijusiu reiškiniu.
Ultravioletinė katastrofa
Maxwello lygčių elegancija yra tvirtas šviesos perdavimo bangų teorijos įrodymas, tačiau Maxas Planckas buvo įkvėptas paneigti šią teoriją, kad būtų paaiškintas elgesys, pastebėtas kaitinant „juodąją dėžę“, iš kurios jokia šviesa negali Pabegti. Remiantis bangų dinamikos supratimu, dėžutė turėtų kaitinti be galo daug ultravioletinių spindulių. Vietoj to, jis spinduliavo atskirais dažniais - nė vienas iš jų nėra begalinis. 1900 m. Planckas iškėlė mintį, kad įvykio energija buvo „kiekybiškai įvertinta“ atskiruose paketuose, kad paaiškintų šį reiškinį, kuris buvo žinomas kaip ultravioletinių spindulių katastrofa.
Fotoelektrinis efektas
Albertas Einšteinas perėmė Plancko idėjas į širdį, o 1905 m. Jis paskelbė straipsnį „Dėl euristinio požiūrio į Šviesos gamyba ir transformacija “, kurioje jis panaudojo paaiškindamas fotoelektrinį efektą, kurį pirmą kartą pastebėjo Heinrichas Hertzas 1887. Pasak Einšteino, šviesa, patekusi į metalinį paviršių, sukuria elektros srovę, nes šviesos dalelės išmuša elektronus iš metalą sudarančių atomų. Srovės energija turėtų skirtis atsižvelgiant į krintančios šviesos dažnį ar spalvą, o ne pagal šviesos intensyvumą. Ši idėja buvo revoliucinga mokslo bendruomenėje, kurioje Maksvelo lygtys buvo gerai įtvirtintos.
Einšteino teorija patikrinta
Amerikiečių fizikas Robertas Millikanas iš pradžių nebuvo įsitikinęs Einšteino teorijomis ir sukūrė kruopštus eksperimentus, kad jas patikrintų. Jis įdėjo metalinę plokštelę į evakuoto stiklo lemputę, ant plokštės spindėjo įvairaus dažnio šviesa ir užregistravo gautas sroves. Nors Millikanas buvo skeptiškas, jo pastebėjimai sutiko su Einšteino prognozėmis. Einšteinas gavo Nobelio premiją 1921 m., O Millikanas - 1923 m. Nei Einšteinas, nei Planckas, nei Millikanas nepavadino dalelių „fotonais“. Šis terminas pradėtas vartoti tik tada, kai jį 1929 m. Sugalvojo Berklio fizikas Gilbertas Lewisas.