Чувени физичар који је открио фотоне

Алберт Ајнштајн је упамћен по теорији релативности и једначини која изједначава масу и енергију, али ни једно постигнуће није му донело Нобелову награду. Ту част добио је за свој теоријски рад из квантне физике. Развијајући идеје које је изнео немачки физичар Мак Планцк, Ајнштајн је предложио да је светлост састављена од дискретних честица. Предвидио је да ће сјај светлости на проводној металној површини створити електричну струју, а ово предвиђање је доказано у лабораторији.

Сир Исаац Невтон, описујући понашање светлости која се омета у призми, предложио је да се светлост састоји од честица. Сматрао је да је дифракција узрокована јер су честице успориле током путовања кроз густи медиј. Каснији физичари склони су ставу да је светлост талас. Један од разлога за то био је тај што блистава светлост кроз два прореза одједном ствара интерференцијски образац, што је могуће само са таласима. Када је Џејмс Клерк Максвел 1873. објавио своју теорију електромагнетизма, засновао је једначине на таласној природи електричне струје, магнетизма и светлости - сродног феномена.

Елеганција Маквеллових једначина снажан је доказ за таласну теорију преноса светлости, али Мак Планцк је био инспирисан да побије ту теорију да би објаснио понашање примећено приликом загревања „црне кутије“, од које не може светлост бекство. Према схватању таласне динамике, кутија треба да зрачи бесконачно много ултраљубичастог зрачења када се загрева. Уместо тога, зрачио је дискретним фреквенцијама - ниједна није бесконачна. 1900. Планцк је изнео идеју да је инцидентна енергија „квантизована“ у дискретним пакетима како би објаснила овај феномен, познат као ултраљубичаста катастрофа.

Алберт Ајнштајн узео је Планцкове идеје к срцу и 1905. објавио је рад под насловом „О хеуристичком гледишту у вези са Производња и трансформација светлости “, у којој је помоћу њих објаснио фотоелектрични ефекат, који је први приметио Хеинрицх Хертз год. 1887. Према Ајнштајну, светлост која пада на металну површину ствара електричну струју јер честице светлости избијају електроне из атома који чине метал. Енергија струје треба да варира у зависности од фреквенције - или боје - упадне светлости, а не у зависности од јачине светлости. Ова идеја била је револуционарна у научној заједници у којој су Маквеллове једначине биле добро успостављене.

Амерички физичар Роберт Милликан у почетку није био уверен у Ајнштајнове теорије и смислио је пажљиве експерименте како би их тестирао. Поставио је металну плочу унутар евакуисане стаклене сијалице, осветљавао је светлост различитих фреквенција на плочу и снимао резултујуће струје. Иако је Милликан био скептичан, његова запажања су се слагала са Ајнштајновим предвиђањима. Ајнштајн је Нобелову награду добио 1921, а Милликан 1923. Ни Ајнштајн, Планк ни Милликан нису честице називали „фотонима“. Тај термин није почео да се користи све док га 1929. године није сковао физичар са Беркелеи-а Гилберт Левис.