Якщо М. Планк (1900) квантована лише енергію матеріального осцилятора, то Ейнштейн ввів уявлення про дискретну, квантової структурі самого світлового випромінювання, розглядаючи останнє як потік квантів світла, або фотонів (фотонна теорія світла). Таким чином, Ейнштейну належить теоретичне відкриття фотона, експериментально виявленого в 1922 А. Комптоном.
Представлення про світло як про потік швидко рухаються квантів було надзвичайно сміливим, майже зухвалим, у правильність якого спочатку повірили не всі. Перш за все, з розширенням квантової гіпотези до квантової теорії світла був не згоден сам М. Планк, относивший свою квантову формулу тільки до досліджуваних ним законам теплового випромінювання чорного тіла.
А. Ейнштейн припустив, що мова йде про природну закономірності загального характеру. Не оглядаючись на пануючі в оптиці погляди, він застосував гіпотезу Планка до світла і прийшов до висновку, що слід визнати корпускулярну структуру світла.
Квантова теорія світла, або фотонна теорія, А. Ейнштейна стверджувала, що світло є постійно розповсюджується у світовому просторі хвильове явище. І разом з тим світлова енергія, щоб бути фізично дієвою, концентрується лише в певних місцях, тому світло має переривчасту структуру. Світло може розглядатися як потік неподільних енергетичних зерен, світлових квантів, або фотонів. Їх енергія визначається елементарним квантом дії Планка і відповідним числом коливань. Світло різного забарвлення складається з світлових квантів різної енергії.
ейнштейнівська уявлення про світлові кванти допомогло зрозуміти і наочно представити явище фотоелектричногоефекту, суть якого полягає у вибиванні електронів з речовини під дією електромагнітних хвиль. Експерименти показали, що наявність або відсутність фотоефекту визначається не інтенсивністю падаючої хвилі, а її частотою. Якщо припустити, що кожен електрон вибивається одним фотоном, то стає ясно наступне: ефект виникає лише в тому випадку, якщо енергія фотона, а отже, і його частота, досить велика для подолання сил зв'язку електрона з речовиною.
Правильність такого тлумачення фотоелектричного ефекту (за цю роботу Ейнштейн в 1922 р. отримав Нобелівську премію з фізики) через 10 років отримала підтвердження в експериментах американського фізика Р.Е. Міллікена (1868-1953). Відкрите в 1923 р. американським фізиком А.Х. Комптоном (1892-1962) явище (ефект Комптона), яке відзначається при впливі дуже жорсткими рентгенівськими променями на атоми з вільними електронами, знову і вже остаточно підтвердило квантову теорію світла. Ця теорія відноситься до найбільш експериментально підтвердженим фізичним теоріям. Але хвильова природа світла була вже твердо встановлена дослідами з інтерференції і дифракції.
Виникла парадоксальна ситуація: виявилося, що світло веде себе не тільки як хвиля, але і як потік корпускул. У дослідах по дифракції та інтерференції проявляються його хвильові властивості, а при фотоефекті - корп...
