Treść rozdziału
Dwie z najbardziej rewolucyjnych idei dwudziestowiecznej nauki polegały na opisie światła jako zbioru cząstek oraz na przypisaniu cząstkom właściwości falowych. Falowy opis materii pozwolił na wynalezienie technologii takich jak mikroskopia elektronowa, pozwalająca nam badać obiekty o rozmiarach dużo mniejszych niż w przypadku tradycyjnych mikroskopów, na przykład pokazane na zdjęciu powyżej ziarna pyłku roślin.
W rozdziale tym poznasz pojęcie kwantu energii, wprowadzone w 1900 roku przez niemieckiego fizyka Maxa Plancka, w celu wytłumaczenia zjawiska promieniowania ciała doskonale czarnego. Omówimy także sposób, w jaki Albert Einstein rozszerzył wprowadzone przez Plancka pojęcie na kwanty światła – fotony – aby wyjaśnić efekt fotoelektryczny. Pokażemy też, jak amerykański fizyk Arthur H. Compton wykorzystał w roku 1923 pojęcie fotonu do wyjaśnienia zmiany długości fali obserwowanej w rozpraszaniu promieni rentgenowskich. Po przedyskutowaniu modelu atomu wodoru Bohra opiszemy uzasadniające go pojęcie fal materii, wprowadzone przez Louisa-Victora de Broglie’a. Przeanalizujemy również doświadczenia przeprowadzone w latach 1923–1927 przez Clintona Davissona i Lestera Germera, potwierdzające istnienie fal de Broglie’a.