Fizik Terkenal yang Menemui Photons

Kandungan

• Alam Semulajadi Cahaya
• Bencana Ultraviolet
• Kesan Photoelectric
• Teori Einsteins Disahkan

Albert Einstein diingati untuk teori relativiti dan persamaan yang menyamakan massa dan tenaga, tetapi pencapaiannya tidak memenangi Hadiah Nobel. Dia menerima penghormatan itu untuk kerja teorinya dalam fizik kuantum. Membangunkan idea-idea yang dikemukakan oleh ahli fizik Jerman Max Planck, Einstein mencadangkan cahaya itu terdiri daripada zarah diskret. Dia meramalkan bahawa cahaya bersinar pada permukaan logam yang menjalankan akan menghasilkan arus elektrik, dan ramalan ini terbukti dalam makmal.

Alam Semulajadi Cahaya

Sir Isaac Newton, menggambarkan kelakuan cahaya yang difrika oleh prisma, mencadangkan cahaya itu terdiri daripada zarah. Dia menganggap bahawa pembelauan disebabkan kerana zarah-zarah melambatkan ketika melakukan perjalanan melalui media yang padat.Ahli fisika kemudian cenderung ke arah pandangan bahawa cahaya adalah gelombang. Salah satu sebab untuk ini adalah bahawa cahaya bersinar melalui dua celah sekaligus menghasilkan corak gangguan, yang hanya mungkin dengan gelombang. Apabila James Clerk Maxwell menerbitkan teorinya tentang elektromagnetisme pada tahun 1873, dia berasaskan persamaan mengenai sifat gelombang seperti elektrik, magnet dan cahaya - fenomena yang berkaitan.

Bencana Ultraviolet

Keanggunan persamaan Maxwells adalah bukti kukuh untuk teori gelombang penghantaran cahaya, tetapi Max Planck telah diilhamkan untuk menyangkal teori itu untuk menerangkan kelakuan yang diperhatikan apabila pemanasan "kotak hitam", yang mana tidak dapat dilepaskan oleh cahaya. Mengikut pemahaman dinamika gelombang, kotak itu harus memancarkan jumlah sinaran ultraviolet yang tak terhingga apabila dipanaskan. Sebaliknya, ia dipancarkan dalam kekerapan diskret - tidak ada yang tak terhingga. Pada tahun 1900, Planck mengemukakan idea bahawa tenaga kejadian itu "terkuantisasi" dalam paket diskret untuk menjelaskan fenomena ini, yang dikenali sebagai bencana ultraviolet.

Kesan Photoelectric

Albert Einstein mengambil idea-idea Plancks ke hati, dan pada tahun 1905, beliau menerbitkan sebuah karya bertajuk "Pada Pandangan Heuristik Mengenai Pengeluaran dan Transformasi Cahaya," di mana dia menggunakannya untuk menerangkan kesan fotoelektrik, yang pertama diperhatikan oleh Heinrich Hertz pada tahun 1887. Menurut Einstein, insiden cahaya pada permukaan logam menghasilkan arus elektrik kerana zarah-zarah cahaya mengetuk elektron daripada atom-atom yang membentuk logam. Tenaga arus perlu berbeza mengikut kekerapan - atau warna - cahaya insiden, tidak mengikut intensiti cahaya. Idea ini adalah revolusioner dalam komuniti saintifik di mana persamaan Maxwells ditubuhkan dengan baik.

Teori Einsteins Disahkan

Ahli fizik Amerika Robert Millikan tidak percaya pada teori Einsteins pada mulanya, dan dia mencipta eksperimen yang teliti untuk mengujinya. Dia meletakkan plat logam di dalam mentol kaca yang dipindahkan, menyalakan cahaya pelbagai frekuensi pada plat dan mencatatkan arus yang dihasilkan. Walaupun Millikan telah ragu-ragu, pemerhatiannya bersetuju dengan ramalan Einstein. Einstein menerima Hadiah Nobel pada tahun 1921 dan Millikan menerimanya pada tahun 1923. Baik Einstein, Planck atau Millikan memanggil "foton" zarah. Istilah itu tidak digunakan sehingga ia dicipta oleh ahli fizik Berkeley Gilbert Lewis pada tahun 1929.