10 Den moderna fysikens utveckling: 10.2 Kvanthypotesen
Einstein och ljusets partikelnatur
Einstein och ljusets partikelnatur
Planck tog inte kvanthypotesen på fullt allvar. Men det gjorde den tyske fysikern Albert Einstein. Med hjälp av den kunde han bland annat förklara den fotoelektriska effekten, som i dag utnyttjas i fotoceller och i digitalkameror för att omvandla ljus till elektricitet.
Men Einstein gick också mycket längre än Planck. Han tänkte sig att också själva strålningen består av energikvanta, som han kallade fotoner. Vi kan alltså betrakta ljus och annan elektromagnetisk strålning som en ström av fotoner, där varje foton har energin \(W = hf\).

Ljuset från en laser med effekten \(2,0 \text{ mW}\) har frekvensen \(f = 474 \text{ THz}\). Hur många fotoner skickar lasern ut varje sekund?
Lösning: Varje foton har energin \[ W = hf = 6{,}63 \cdot 10^{-34} \cdot 4{,}74 \cdot 10^{14} \text{ J} = 3{,}14 \cdot 10^{-19} \text{ J} \]
Lasern sänder ut energin \(2,0 \cdot 10^{-3} \text{ J}\) varje sekund (\(1 \text{ J} = 1 \text{ Ws}\)). Antalet fotoner som sänds ut varje sekund blir då \[ N = \frac{2{,}0 \cdot 10^{-3}}{3{,}14 \cdot 10^{-19} } = 6{,}4 \cdot 10^{15} \] Detta är \(6{,}4\) miljoner miljarder fotoner.