Lichtquanten

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So angemessen uns heutzutage das Konzept einer gequantelten Lichtmenge auch erscheinen mag, Planck selbst führte sie zu einer Zeit ein, als nicht einmal die Quantelung der Stoffmenge physikalisch stimmig nachgewiesen war, ja als nicht einmal Konsens darüber bestand, dass dies möglich sei oder gar als erstrebenswert angesehen werden sollte. Dies geschah erstmals im annus mirabilis der Physik, dem Jahr 1905, mit Albert Einsteins Theorie der brownschen Bewegung.

Während diese Veröffentlichung zahlreiche Skeptiker (insbesondere Wilhelm Ostwald und Ernst Mach) von der Realität der Atome überzeugen konnte, stieß seine nahezu zeitgleich erscheinende Erklärung des Photoeffekts durch Einwirkung von Lichtquanten auf einhellige Ablehnung.

Während Planck seine Lichtquantenthese selbst nicht als solche erkannt hatte, äußerte Einstein sie explizit. Noch 1913 sprach ausgerechnet Planck von einer Spekulation Einsteins, mit der er seinerzeit über das Ziel hinausgeschossen sei. Dabei war Einsteins Theorie in ihrer Einfachheit und vor allem auch in ihrer Überlegenheit gegenüber den klassischen Erklärungsversuchen als vorbildlich zu bezeichnen.

Im Rahmen seines Atommodells von 1913 konnte Nils Bohr Lichtquanten deshalb auch keineswegs als etablierte Vorstellung einbeziehen, sondern musste diese neuerlich postulieren, obwohl sie eigentlich allein durch die plancksche Ableitung der Hohlraumstrahlungskurve seit 13 Jahren als glänzend bestätigt zu betrachten war.

Erst Arthur Comptons Untersuchungsergebnis von 1922, demzufolge hochfrequente elektromagnetische Strahlung (Röntgenlicht) an Graphit streuen würde, als bestünde sie aus Teilchen, brachte den Durchbruch und gilt seither als ultimativer Beweis des Teilchencharakters von Licht. Nun wurde auch Einsteins Erklärung des Photoeffektes neu bewertet. Im November desselben Jahres wurde Albert Einstein „for his services to Theoretical Physics, and especially for his discovery of the law of the photoelectric effect“ der Nobelpreis für das Jahr 1921 zuerkannt.

Statt den partikulären Charakter des Lichtes nunmehr endgültig als die konstituierende Eigenschaft einer physikalischen Menge zu interpretieren, wurde dieser in einen Welle-Teilchen-Dualismus eingebettet.