İçerik
Albert Einstein görelilik teorisi ve kütle ile enerjiyi eşitleyen denklem için hatırlanır, ancak hiçbiri de Nobel Ödülü'nü kazanamadı. Kuantum fiziğindeki teorik çalışmaları için bu onuru aldı. Alman fizikçi Max Planck tarafından geliştirilen fikirleri geliştiren Einstein, ışığın ayrı parçacıklardan oluştuğunu öne sürdü. İletken bir metal yüzeye parlayan ışığın bir elektrik akımı yaratacağını ve bu tahminin laboratuarda kanıtlandığını tahmin ediyordu.
Işığın İkili Tabiatı
Bir prizmanın kırdığı ışığın davranışını tanımlayan Sir Isaac Newton, ışığın parçacıklardan oluştuğunu öne sürdü. Kırılmaya neden olduğunu, yoğun ortamdan geçerken parçacıkların yavaşlamasından kaynaklandığını düşünüyordu.Daha sonra fizikçiler ışığın bir dalga olduğu görüşüne yöneldiler. Bunun bir nedeni, aynı anda iki yarıktan parlayan ışığın, sadece dalgalarla mümkün olabilen bir girişim deseni üretmesidir. James Clerk Maxwell, elektromanyetizma teorisini 1873 yılında yayınladığında, denklemleri elektriğin dalga benzeri doğasına, manyetizmaya ve ışığa bağlı bir fenomen üzerine kurdu.
Ultraviyole Felaketi
Maxwells denklemlerinin zarafeti, ışık iletiminin dalga teorisi için güçlü bir kanıtdır, ancak Max Planck, ışığın kaçamayacağı bir “kara kutuyu” ısıtırken gözlenen davranışı açıklamak için bu teoriyi çürütmek için ilham verdi. Dalga dinamiği anlayışlarına göre, kutu ısıtıldığında sonsuz miktarda ultraviyole ışınımı yaymalıdır. Bunun yerine, ayrık frekanslarda yayıldı - hiçbiri sonsuz değil. 1900'de Planck, olay enerjisinin ultraviyole felaketi olarak bilinen bu olguyu açıklamak için ayrı paketlerde "nicelendirildiği" fikrini geliştirdi.
Fotoelektrik Etki
Albert Einstein Plancks'in fikirlerini yüreklendirdi ve 1905'te, ilk olarak 1887'de Heinrich Hertz tarafından gözlemlenen fotoelektrik etkiyi açıklamak için kullandığı “Işığın Üretimi ve Dönüşümü Konusunda Sezgisel Bir Bakış Açısı” başlıklı bir makale yayınladı. Einstein'a göre, metal bir yüzeydeki ışık olayı elektrik akımı yaratır, çünkü ışık parçacıkları metali oluşturan atomlardan elektronları vurur. Akımın enerjisi, ışığın yoğunluğuna göre değil, gelen ışığın frekansına veya rengine göre değişmelidir. Bu fikir, Maxwells denklemlerinin iyi kurulduğu bilimsel bir toplulukta devrimciydi.
Einsteins Teorisi Doğrulandı
Amerikalı fizikçi Robert Millikan ilk başta Einstein teorilerini ikna etmedi ve onları test etmek için dikkatli deneyler yaptı. Boşaltılmış bir cam ampulün içine metal bir plaka yerleştirdi, plaka üzerindeki çeşitli frekanslarda ışığı parladı ve ortaya çıkan akımları kaydetti. Her ne kadar Millikan şüpheci olsa da, gözlemleri Einstein'ın öngörülerine karar verdi. Einstein 1921'de Nobel Ödülü'nü aldı ve Millikan 1923'te aldı. Ne Einstein, Planck ve Millikan partiküllere "fotonlar" adını vermedi. Bu terim, 1929'da Berkeley fizikçisi Gilbert Lewis tarafından icat edilinceye kadar kullanılmadı.