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अल्बर्ट आइंस्टीन को सापेक्षता सिद्धांत और उस समीकरण के लिए याद किया जाता है जो द्रव्यमान और ऊर्जा को बराबर करता है, लेकिन न तो उपलब्धि ने उन्हें नोबेल पुरस्कार जीता। उन्होंने क्वांटम भौतिकी में अपने सैद्धांतिक काम के लिए यह सम्मान प्राप्त किया। जर्मन भौतिक विज्ञानी मैक्स प्लैंक द्वारा उन्नत विचारों को विकसित करते हुए, आइंस्टीन ने प्रस्तावित किया कि प्रकाश असतत कणों से बना था। उन्होंने भविष्यवाणी की कि एक धातु की सतह पर चमकने वाली रोशनी एक विद्युत प्रवाह बनाएगी, और यह भविष्यवाणी प्रयोगशाला में साबित हुई थी।
प्रकाश की दोहरी प्रकृति
सर आइजक न्यूटन ने प्रकाश के व्यवहार का वर्णन करते हुए एक प्रिज्म द्वारा विचलित किया, प्रस्तावित किया कि प्रकाश कणों से बना था। उन्होंने सोचा कि विवर्तन का कारण था क्योंकि घने मीडिया के माध्यम से यात्रा करते समय कण धीमा हो गए थे।बाद में भौतिकविदों ने इस ओर ध्यान दिया कि प्रकाश एक लहर थी। इसका एक कारण यह था कि एक बार में दो स्लिट्स के माध्यम से प्रकाश चमकने से एक हस्तक्षेप पैटर्न उत्पन्न होता है, जो केवल तरंगों के साथ संभव है। 1873 में जब जेम्स क्लर्क मैक्सवेल ने विद्युत चुंबकत्व के अपने सिद्धांत को प्रकाशित किया, तो उन्होंने बिजली, चुंबकत्व और प्रकाश की तरंग जैसी प्रकृति - एक संबंधित घटना पर समीकरणों को आधारित किया।
पराबैंगनी तबाही
मैक्सवेल के समीकरणों की भव्यता प्रकाश संचरण के तरंग सिद्धांत के लिए मजबूत सबूत है, लेकिन मैक्स प्लैंक को उस सिद्धांत का खंडन करने के लिए प्रेरित किया गया था जब "ब्लैक बॉक्स" को गर्म करने के दौरान देखे गए व्यवहार को समझाने के लिए, जिसमें से कोई भी प्रकाश नहीं बच सकता है। वेव डायनामिक्स की समझ के अनुसार, बॉक्स को गर्म होने पर एक पराबैंगनी विकिरण की अनंत मात्रा में विकिरण करना चाहिए। इसके बजाय, यह असतत आवृत्तियों में विकीर्ण हुआ - उनमें से कोई भी असीम नहीं। 1900 में, प्लैंक ने इस विचार को आगे बढ़ाया कि इस घटना को समझाने के लिए असतत पैकेट में घटना ऊर्जा को "मात्रा" दिया गया था, जिसे पराबैंगनी तबाही के रूप में जाना जाता था।
Photoelectric प्रभाव
अल्बर्ट आइंस्टीन ने प्लैंक के विचारों को दिल में ले लिया, और 1905 में, उन्होंने "ऑन द ह्यूरिस्टिक व्यूपॉइंट कॉन्सेन्टिंग द प्रोडक्शन एंड ट्रांसफॉर्मेशन ऑफ लाइट" शीर्षक से एक पत्र प्रकाशित किया, जिसमें उन्होंने फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव को समझाने के लिए उनका इस्तेमाल किया, पहली बार 1887 में हेनरिक हर्ट्ज ने देखा। आइंस्टीन के अनुसार, धातु की सतह पर प्रकाश की घटना एक विद्युत प्रवाह बनाती है क्योंकि प्रकाश कण धातु को बनाने वाले परमाणुओं से इलेक्ट्रॉनों को खटखटाते हैं। वर्तमान की ऊर्जा आवृत्ति के अनुसार भिन्न होनी चाहिए - या रंग - घटना प्रकाश की, प्रकाश की तीव्रता के अनुसार नहीं। यह विचार एक वैज्ञानिक समुदाय में क्रांतिकारी था जिसमें मैक्सवेल के समीकरण अच्छी तरह से स्थापित थे।
आइंस्टीन सिद्धांत सत्यापित
अमेरिकी भौतिक विज्ञानी रॉबर्ट मिलिकन पहली बार में आइंस्टीन सिद्धांतों के प्रति आश्वस्त नहीं थे, और उन्होंने उनका परीक्षण करने के लिए सावधानीपूर्वक प्रयोगों को तैयार किया। उन्होंने एक खाली ग्लास बल्ब के अंदर एक धातु की प्लेट रखी, प्लेट पर विभिन्न आवृत्तियों के प्रकाश को चमकाया और परिणामी धाराओं को दर्ज किया। हालांकि मिलिकन को संदेह हो गया था, लेकिन उनकी टिप्पणियों पर आइंस्टीन की भविष्यवाणियों से सहमत थे। आइंस्टीन को 1921 में नोबेल पुरस्कार मिला और 1923 में मिलिकन को मिला। न तो आइंस्टीन, प्लैंक और न ही मिलिकन ने कणों को "फोटॉन" कहा। यह शब्द तब तक उपयोग में नहीं आया जब तक इसे 1929 में बर्कले के भौतिक विज्ञानी गिल्बर्ट लुईस द्वारा गढ़ा नहीं गया।