Vsebina
Albert Einstein se spominja teorije relativnosti in enačbe, ki enači maso in energijo, a noben dosežek mu ni dobil Nobelove nagrade. To čast je prejel za svoje teoretično delo iz kvantne fizike. Einstein je razvil ideje nemškega fizika Maksa Plancka, ki je predlagal, da je svetloba sestavljena iz diskretnih delcev. Napovedal je, da bo sijoča svetloba na prevodni kovinski površini ustvarila električni tok in to napoved so dokazali v laboratoriju.
Dvojna narava svetlobe
Sir Isaac Newton je opisal obnašanje svetlobe, ki je bila odsevana s prizmo, predlagal, da je svetloba sestavljena iz delcev. Menil je, da je do difrakcije prišlo, ker so se delci upočasnili med potovanjem skozi gosto medij.Kasneje so fiziki nagnili k pogledu, da je svetloba val. Eden od razlogov za to je bil, da sijoča svetloba skozi dve reži naenkrat ustvari moten vzorec, kar je mogoče le z valovi. Ko je James Clerk Maxwell leta 1873 objavil svojo teorijo o elektromagnetizmu, je enačbe temeljil na valoviti naravi elektrike, magnetizma in svetlobe - s tem povezanih pojavov.
Ultravijolična katastrofa
Eleganca Maxwellsovih enačb je močan dokaz za valovno teorijo prenosa svetlobe, toda Max Planck je bil navdihnjen, da je te teorijo zavrnil, da bi pojasnil vedenje, opaženo pri segrevanju "črne škatle", ki je tista, iz katere nobena svetloba ne more uiti. Glede na razumevanje dinamike valov, naj škatla pri segrevanju izžareva neskončno količino ultravijoličnega sevanja. Namesto tega je seval v diskretnih frekvencah - nobena od njih ni neskončna. Leta 1900 je Planck napredoval idejo, da je bila energija incidenta "kvantizirana" v diskretnih paketih, da bi pojasnila ta pojav, ki je bil znan kot ultravijolična katastrofa.
Fotoelektrični učinek
Albert Einstein je Plancsove zamisli vzel k srcu in leta 1905 je izdal članek z naslovom "O hevrističnem stališču glede proizvodnje in preoblikovanja svetlobe", v katerem jih je uporabil za razlago fotoelektričnega učinka, ki ga je prvi opazil Heinrich Hertz leta 1887. Po Einsteinu lahko svetloba, ki se pojavi na kovinski površini, ustvari električni tok, ker svetlobni delci izločijo elektrone iz atomov, ki sestavljajo kovino. Energija toka se mora spreminjati glede na frekvenco ali barvo vpadne svetlobe, ne glede na jakost svetlobe. Ta ideja je bila revolucionarna v znanstveni skupnosti, v kateri so bile Maxwellsove enačbe dobro uveljavljene.
Einsteinova teorija preverjena
Ameriški fizik Robert Millikan se sprva ni prepričal v Einsteinove teorije in je zasnoval skrbne poskuse, da bi jih preizkusil. V notranjost evakuirane steklene žarnice je postavil kovinsko ploščo, na ploščo sijal svetlobo različnih frekvenc in beležil posledične tokove. Čeprav je bil Millikan skeptičen, so se njegova opažanja strinjala z Einsteinovim napovedmi. Einstein je Nobelovo nagrado prejel leta 1921, Millikan pa 1923. Niti Einstein, Planck in Millikan niso delci imenovali "fotonov". Ta izraz se ni začel uporabljati, dokler ga leta 1929 ni uvajal Berkeleyev fizik Gilbert Lewis.