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알버트 아인슈타인 (Albert Einstein)은 상대성 이론과 질량과 에너지를 동등하게하는 방정식으로 기억되지만, 그 성취도 그에게 노벨상을 얻지 못했습니다. 그는 양자 물리학에 대한 이론적 연구로 그 영광을 받았습니다. 아인슈타인은 독일 물리학자인 맥스 플랑크 (Max Planck)가 발전시킨 아이디어를 개발하면서 빛이 이산 입자로 구성되어 있다고 제안했다. 그는 전도성 금속 표면에 빛을 비추면 전류가 생성 될 것으로 예측했으며이 예측은 실험실에서 입증되었습니다.
빛의 이중 본성
프리즘에 의해 회절 된 빛의 거동을 묘사하는 Isaac Newton 경은 빛이 입자로 구성되어 있다고 제안했다. 그는 밀도가 높은 매체를 통과 할 때 입자가 느려지기 때문에 회절이 발생했다고 생각했다.나중에 물리학 자들은 빛이 파도라는 관점으로 향했다. 그 이유 중 하나는 두 개의 슬릿을 통해 빛을 한 번에 비추면 간섭 패턴 만 만들어 지는데 이는 파동에서만 가능합니다. 제임스 클러 크 맥스웰 (James Clerk Maxwell)은 1873 년에 전자기학 이론을 발표했을 때 전기, 자기 및 빛의 파동 같은 성질, 즉 관련 현상에 대한 방정식을 기반으로했습니다.
자외선 재앙
Maxwells 방정식의 우아함은 광선 투과의 파동 이론에 대한 강력한 증거이지만 Max Planck은 빛이 빠져 나올 수없는 "블랙 박스"를 가열 할 때 관찰되는 동작을 설명하는 이론을 반박하기 위해 영감을 받았습니다. 파동 학의 이해에 따르면, 박스는 가열 될 때 무한한 양의 자외선을 방출해야합니다. 대신, 그것은 불연속 주파수로 방사되었습니다. 1900 년, 플랑크 (Planck)는이 현상을 설명하기 위해 입사 에너지가 불연속 패킷으로 "양자화"되었다는 아이디어를 발전 시켰습니다.이 현상은 자외선 재앙으로 알려져있었습니다.
광전 효과
알버트 아인슈타인은 플랑크 스 아이디어를 떠올리고 1905 년에 "빛의 생산과 변형에 관한 휴리스틱 관점에서"라는 제목의 논문을 발간했다. 그는 1887 년에 하인리히 헤르츠가 처음으로 관찰 한 광전 효과를 설명하는 데 사용했다. 아인슈타인에 따르면, 금속 입자가 금속을 구성하는 원자에서 전자를 때리기 때문에 금속 표면에 입사되는 빛은 전류를 생성합니다. 전류의 에너지는 빛의 강도가 아니라 입사광의 주파수 또는 색상에 따라 달라집니다. 이 아이디어는 Maxwells 방정식이 잘 확립 된 과학계에서 혁신적이었습니다.
아인슈타인 이론 검증
미국 물리학자인 로버트 밀리칸 (Robert Millikan)은 처음에 아인슈타인 이론을 확신하지 못했으며,이를 테스트하기 위해 신중한 실험을 고안했습니다. 그는 철거 된 유리 전구 안에 금속판을 놓고 판에 다양한 주파수의 빛을 비추고 결과 전류를 기록했습니다. Millikan은 회의적이지만 그의 관찰은 아인슈타인의 예측에 동의했습니다. 아인슈타인은 1921 년에 노벨상을 수상했고 밀리칸은 1923 년에이를 수상했습니다. 아인슈타인, 플랑크, 밀리칸 모두 입자를 "광자"라고 부르지 않았습니다. 이 용어는 1929 년 버클리 물리학 자 길버트 루이스 (Gilbert Lewis)에 의해 만들어 질 때까지 사용되지 않았다.