Tartalom
Albert Einstein emlékezete a relativitáselméletre és az egyenletre, amely egyenlő a tömeggel és az energiával, ám egyik eredmény sem nyerte meg a Nobel-díjat. Ezt a megtiszteltetést kapott a kvantumfizika elméleti munkájáért. Max Planck német fizikus ötleteinek fejlesztésével Einstein javasolta, hogy a fény diszkrét részecskékből álljon. Azt jósolta, hogy a vezető fém felületén ragyogó fény áramot generál, és ezt a becslést a laboratóriumban bebizonyították.
A fény kettős jellege
Sir Isaac Newton, a prizma által elbontott fény viselkedését leírva, azt javasolta, hogy a fény részecskékből álljon. Azt gondolta, hogy a diffrakció oka az, hogy a részecskék lelassultak, amikor sűrű közegeken haladnak keresztül.Később a fizikusok hajlamosak voltak arra a nézetre, hogy a fény hullám. Ennek egyik oka az volt, hogy a két résen át történő ragyogó interferenciamintázatot hoz létre, amely csak hullámok esetén lehetséges. Amikor James Clerk Maxwell 1873-ban közzétette az elektromágnesesség elméletét, az egyenleteket az elektromosság, a mágnesesség és a fény hullámszerű természetére alapozta - egy kapcsolódó jelenség.
Az ultraibolya katasztrófa
A Maxwells egyenletek eleganciája határozott bizonyíték a fényáteresztés hullámelméletére, ám Max Planck arra inspirálódott, hogy megcáfolja ezt az elméletet, hogy megmagyarázza a "fekete doboz" melegítésénél megfigyelt viselkedést, amelyből nem szabad kijönni a fény. A hullámdinamikának megértése szerint a doboznak végtelen mennyiségű ultraibolya sugárzást kell kibocsátania hevítéskor. Ehelyett diszkrét frekvenciákban sugárzott - egyikük sem végtelen. 1900-ban Planck kifejtette azt az elképzelést, hogy a beeső energiát diszkrét csomagokban "kvantálják", hogy megmagyarázzák ezt az ultraibolya katasztrófa néven ismert jelenséget.
A fotoelektromos effektus
Albert Einstein szívébe vette a Plancks-ötleteket, és 1905-ben kiadta „A fény előállításának és átalakításának heurisztikus nézőpontjáról” című tanulmányát, amelyben megmagyarázta a fotoelektromos effektusokat, amelyeket Heinrich Hertz először észrevett 1887-ben. Einstein szerint a fém felületén eső fény elektromos áramot hoz létre, mert a fényszemcsék elektronokat dobnak ki a fém alkotó atomjaiból. Az áram energiájának a beeső fény frekvenciájától vagy színétől, és nem a fény intenzitásától függően kell változnia. Ez az ötlet forradalmian új volt egy tudományos közösségben, amelyben a Maxwells-egyenletek jól megalapozottak voltak.
Einsteins Theory Verified
Robert Millikan amerikai fizikus eleinte nem volt meggyőződve az Einsteins elméletekről, és gondos kísérleteket készített ezek tesztelésére. Fémlemezt helyezett az evakuált üvegeszköz belsejébe, különféle frekvenciájú fénnyel világított a tányéron, és feljegyezte a kapott áramot. Noha Millikan szkeptikus volt, megfigyelései egyetértettek az Einsteins jóslataival. Einstein 1921-ben, Nobel-díjat 1925-ben, Millikan 1923-ban kapott. Sem Einstein, sem Planck, sem Millikan nem nevezték a részecskéket "fotonoknak". Ezt a kifejezést addig nem használták, amíg a berkeley fizikus, Gilbert Lewis 1929-ben nevezte meg.