Albert Einstein görelilik teorisi ve kütle ile enerjiyi eşitleyen denklemiyle hatırlanır, ancak hiçbir başarısı ona Nobel Ödülü kazandırmadı. Kuantum fiziğindeki teorik çalışması nedeniyle bu onuru aldı. Alman fizikçi Max Planck tarafından geliştirilen fikirler geliştiren Einstein, ışığın ayrı parçacıklardan oluştuğunu öne sürdü. İletken bir metal yüzey üzerinde parlayan ışığın bir elektrik akımı oluşturacağını öngördü ve bu öngörü laboratuvarda kanıtlandı.
Işığın İkili Doğası
Bir prizma tarafından kırılan ışığın davranışını tanımlayan Sir Isaac Newton, ışığın parçacıklardan oluştuğunu öne sürdü. Kırınımın, yoğun ortamlarda seyahat ederken parçacıkların yavaşlamasından kaynaklandığını düşündü. Daha sonraki fizikçiler, ışığın bir dalga olduğu görüşüne yöneldiler. Bunun bir nedeni, iki yarıktan aynı anda parlayan ışığın, yalnızca dalgalarla mümkün olan bir girişim deseni oluşturmasıydı. James Clerk Maxwell 1873'te elektromanyetizma teorisini yayınladığında, denklemleri elektriğin, manyetizmanın ve ışığın dalga benzeri doğasına dayandırdı - ilgili bir fenomen.
Ultraviyole Felaketi
Maxwell denklemlerinin zarafeti, ışık iletiminin dalga teorisi için güçlü bir kanıttır, ancak Max Planck ilham almıştır. bu teoriyi çürütmek için, içinden hiçbir ışığın çıkamayacağı bir "kara kutu"yu ısıtırken gözlemlenen davranışı açıklamak için kaçış. Dalga dinamiği anlayışına göre, kutu ısıtıldığında sonsuz miktarda ultraviyole radyasyon yaymalıdır. Bunun yerine, hiçbiri sonsuz olmayan ayrık frekanslarda yayıldı. 1900'de Planck, ultraviyole felaketi olarak bilinen bu fenomeni açıklamak için gelen enerjinin ayrı paketlerde "kuantize edildiği" fikrini geliştirdi.
Fotoelektrik Etkisi
Albert Einstein, Planck'ın fikirlerini yürekten aldı ve 1905'te "On a Sezgisel Bakış Açısı Üzerine" başlıklı bir makale yayınladı. İlk olarak Heinrich Hertz tarafından gözlemlenen fotoelektrik etkiyi açıklamak için kullandığı "Işığın Üretimi ve Dönüşümü". 1887. Einstein'a göre, metal bir yüzeye düşen ışık, bir elektrik akımı yaratır, çünkü hafif parçacıklar, metali oluşturan atomlardan elektronları koparır. Akımın enerjisi, ışığın yoğunluğuna göre değil, gelen ışığın frekansına veya rengine göre değişmelidir. Bu fikir, Maxwell'in denklemlerinin iyi kurulduğu bir bilimsel toplulukta devrim niteliğindeydi.
Einstein'ın Teorisi Doğrulandı
Amerikalı fizikçi Robert Millikan ilk başta Einstein'ın teorilerine ikna olmadı ve onları test etmek için dikkatli deneyler tasarladı. Boşaltılmış bir cam ampulün içine metal bir plaka yerleştirdi, plakaya çeşitli frekanslarda ışık tuttu ve ortaya çıkan akımları kaydetti. Millikan şüpheci olmasına rağmen, gözlemleri Einstein'ın tahminleriyle aynı fikirdeydi. Einstein 1921'de Nobel Ödülü'nü aldı ve Millikan 1923'te aldı. Ne Einstein, ne Planck ne de Millikan parçacıklara "foton" demedi. Bu terim, 1929'da Berkeley fizikçisi Gilbert Lewis tarafından icat edilene kadar kullanılmadı.