Aalloista kvanttipaketteihin

 Fyysikot uskoivat 1800-luvulla yleisesti, että sähkö ja valo etenevät aaltoina. Isaac Newton oli tosin jo 1600-luvulla esittänyt, että valo koostuu hiukkasista.

Niin sanottu eetteriteoria selitti valon aaltoja. Eetterin käsite oli kuitenkin ristiriidassa koelöytöjen kanssa.

1887. Heinrich Hertz osoitti kipinäkokeissa, että valo hypähtää paketteina metallien pinnalta.

1899. Fyysikko J. J. Thomson tutki ultraviolettia säteilyä katodisädeputkien avulla. Thomson asetti putkeen metallilevyyn, jonka hän altisti korkeataajuiselle säteilylle.

Thomson päätteli, että tyhjiöputkessä on negatiivisesti varautuneita hiukkasia. Myöhemmin niitä alettiin kutsua elektroneiksi. Elektronien säteily vaihteli säteilyn voiman ja valon värin mukaan.

1900. Max Planck esittää erillisten "energia-alkioiden" käsitteen, kun hän selittää pulmallista ns. mustien kappaleiden säteilyn jakaumaa. Hän ei uskonut löytöään.

1902. Philipp von Lenard havaitsee, että elektronin energia vaihtelee valon voimakkuuden mukaan.

1905. Albert Einstein esittää valosähköisen ilmiön kvantittumiselle vahvoja todisteita. Valon aaltoteoria antaa vääriä vastauksia, jos tutkii lämpösäteilyä.

Einstein tutkii korkeataajuisen säteilyn ominaisuuksia. Hän päättelee, että ei ainoastaan valon säteily vaan itse valo koostuu erillisistä energian yksiköistä. Einstein esittää, kuinka ilmiötä voi testata sähköisesti ja valon avulla.

1916. Robert Millikanin kokeissa vamistuu, että valolla todella on kaksoisluonne: se voi olla sekä aaltoja että hiukkasia.

1921. Einstein saa fysiikan Nobelin erityisesti valosähköiseen ilmiöön liittyvistä tutkimuksista.

1924. Louis de Broglie ehdottaa, että myös aineella on aalto–hiukkas-luonne. Hämmentävä kvanttimekaniikka syntyy 1925.

Lisää aiheesta:

Muualla HS.fi:ssä:

Helsingin Sanomat | hs.online@hs.fi