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In Einstein 1905 proposto l'idea daring che la radiazione elettromagnetica sia quantized e compaia soltanto in pacchetti precisamente definiti di energia denominati fotoni. Ha preso 15 anni prima che questa idea fosse accettata ed inizialmente è stata considerata da molti come errore difettoso. Ma in 1921 Einstein ha ricevuto il premio Nobel nella fisica e la citazione dell'Accademia svedese ha dichiarato che questo premio ha ricevuto a causa dei suoi servizi alla fisica teorica ed in particolare per questa scoperta. Particolarmente la parte della carta’da Einstein s sull'effetto fotoelettrico ha contenuto a mala pena tutta la matematica, ma era tuttavia realmente una parte meravigliosa della fisica. La fisica grande non implica automaticamente la matematica complicata!
Quando pensiamo ad un raggio di luce ora pensiamo ad un flusso dei fotoni. L'energia di questi fotoni dipende dal tipo di radiazione elettromagnetica; i fotoni delle onde radio hanno energia più bassa che quelle di luce visibile (in quale fotoni della luce rossa sono meno energici che i fotoni chiari blu), quelli dei raggi X sono di più alta energia ancora ed i raggi gamma consistono dei fotoni che sono ancor più energici che quelli dei raggi X. Negli esperimenti di fisica della particella le energie del fotone sono solitamente molto alte ed una si occupa spesso di diversi fotoni. L'energia di quei fotoni è più di 100 000 000 000 volte che dei fotoni hanno emesso dai telefoni mobili. L'energia di un fotone per un dato tipo di radiazione può essere computata usando un rapporto pubblicato più presto (in 1900) da Planck e coinvolgendo un nuovo costante che ora è denominato costante’del Planck s. Planck era il primo per introdurre la quantizzazione, ma non è andato per quanto dire che la luce è quantized. Ha pensato ad emissione in pacchetti, ma non quella luce potrebbe esistere soltanto in tali pacchetti. La sua ipotesi era sulla natura del processo di emissione, non sulla natura della luce irradiata. Sembra un piccolo punto, ma è precisamente questo tipo di punto che è così difficile da fare.
È interessante citare qui la raccomandazione fatta da Planck ed altri quando Einstein di designazione per l'Accademia prussiana in 1913: “Ricapitolando, si può dire che ci è appena uno fra i problemi grandi di cui la fisica moderna è così ricca a quale Einstein non ha dato un contributo notevole. Che può a volte mancare l'obiettivo nelle sue speculazioni, asse, per esempio, nella sua ipotesi dei quantum chiari, non può realmente essere tenuto contro di lui, dato che non è possibile introdurre le idee realmente nuove anche nelle scienze più esatte senza a volte assumersi una responsabilità.” Il concetto del fotone ha una conseguenza importante. In 1873 maxwell equazioni introdotte che descrivono tutti i fenomeni elettrici e magnetici, ora denominati le equazioni di maxwell. Allora ha suggerito che la luce è una forma dei campi elettromagnetici, un'idea brillante che ha risolto meravigliosamente. Concludiamo che i campi elettromagnetici si compongono dai fotoni. Di conseguenza, le forze elettriche e magnetiche devono ora essere presupposte per essere dovuto l'azione dei fotoni. Mentre è relativamente facile da immaginare la luce per essere un flusso dei fotoni, è duro vedere come un campo elettrico è dovuto i fotoni. Tuttavia quello è il caso, anche se quei fotoni hanno proprietà differenti da quelle dei fotoni di luce. È troppo in anticipo per discutere che qui, poiché uno richiede per quello il concetto delle massa-coperture (i fotoni di luce sono “sulle coperture totali”, quelle di elettrico ed i campi magnetici non sono).
Come commento finale, ricordi che la luce si comporta come onda propagarsi. Gli esperimenti di interferenza mostrano il più chiaro questo. Così in qualche modo le particelle, in questo caso fotoni, possono comportarsi come onde. Là uno può vedere l'origine dei meccanici di quantum, o i meccanici dell'onda come è stato denominato nei vecchi giorni. Einstein, bene informato del tutto questo, meccanici in qualche modo mai non scoperti di quantum. Ciò è una delle cose più astonishing: perchè non ha scoperto la teoria di quantum? Conoscendo tutti circa la teoria dell'onda di luce e che introduce il concetto del fotone, non ha fuso mai questi concetti in una teoria. Secondo Pais, Einstein pondered circa questo problema in un senso il più intenso nel periodo 1905–1910. Ora sembra così diretto, tuttavia lo ha mancato.