Albert Einstein é lembrado pela teoria da relatividade e pela equação que iguala massa e energia, mas nenhuma das conquistas lhe rendeu o Prêmio Nobel. Ele recebeu essa honra por seu trabalho teórico em física quântica. Desenvolvendo idéias avançadas pelo físico alemão Max Planck, Einstein propôs que a luz era composta de partículas discretas. Ele previu que a luz brilhante em uma superfície metálica condutora criaria uma corrente elétrica, e essa previsão foi comprovada em laboratório.

A Natureza Dupla da Luz

Sir Isaac Newton, descrevendo o comportamento de luz difratada por um prisma, propôs que a luz era composta de partículas. Ele achava que a difração era causada porque as partículas diminuíam quando viajavam pela mídia densa. Mais tarde, os físicos tendiam para a visão de que a luz era uma onda. Uma razão para isso foi que a luz brilhante através de duas fendas ao mesmo tempo produz um padrão de interferência, que só é possível com ondas. Quando James Clerk Maxwell publicou sua teoria do eletromagnetismo em 1873, ele baseou as equações na natureza ondulatória da eletricidade, do magnetismo e da luz - um fenômeno relacionado.

A Catástrofe Ultravioleta -

A elegância das equações de Maxwell é uma forte evidência para a teoria das ondas de transmissão de luz, mas Max Planck foi inspirado a refutar essa teoria para explicar o comportamento observado aquecendo uma "caixa preta", da qual nenhuma luz pode escapar. De acordo com os entendimentos da dinâmica de onda, a caixa deve irradiar uma quantidade infinita de radiação ultravioleta quando aquecida. Em vez disso, irradiava-se em freqüências discretas - nenhuma delas infinita. Em 1900, Planck avançou a idéia de que a energia incidente era "quantificada" em pacotes discretos para explicar esse fenômeno, conhecido como a catástrofe ultravioleta.

O efeito fotoelétrico
Albert Einstein levou o Planck idéias para o coração, e em 1905, ele publicou um artigo intitulado "Em um ponto de vista heurístico sobre a produção e transformação da luz", em que ele usou para explicar o efeito fotoelétrico, observado pela primeira vez por Heinrich Hertz em 1887. Segundo Einstein, Um incidente de luz em uma superfície de metal cria uma corrente elétrica porque partículas de luz derrubam elétrons dos átomos que compõem o metal. A energia da corrente deve variar de acordo com a frequência - ou cor - da luz incidente, não de acordo com a intensidade da luz. Essa ideia foi revolucionária em uma comunidade científica na qual as equações de Maxwell estavam bem estabelecidas.

A teoria de Einstein verificada

O físico americano Robert Millikan não estava convencido das teorias de Einstein no início, e planejou experimentos cuidadosos para testá-los. Ele colocou uma placa de metal dentro de uma lâmpada de vidro evacuado, iluminou várias frequências na placa e registrou as correntes resultantes. Embora Millikan estivesse cético, suas observações concordavam com as previsões de Einstein. Einstein recebeu o Prêmio Nobel em 1921 e Millikan o recebeu em 1923. Nem Einstein, nem Planck nem Millikan chamaram as partículas de "fótons". Esse termo não entrou em uso até ser cunhado pelo físico de Berkeley, Gilbert Lewis, em 1929.