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पर्यवेक्षक के प्रभाव और प्रकाश का द्वंद्व'
श्य प्रकाश का सही स्वरूप सदियों से आदमी हैरान किया है कि एक रहस्य है। अरस्तू प्रकाश सागर में लहरों के समान तरीके में यात्रा करता है कि निष्कर्ष निकाला है जबकि प्राचीन पाइथागोरस अनुशासन से यूनानी वैज्ञानिकों, हर दिखाई वस्तु के कणों की एक सतत स्ट्रीम का उत्सर्जन करता है कि माने। इन विचारों को कई संशोधनों और पिछले 20 सदियों से विकास का एक महत्वपूर्ण डिग्री आया है, भले ही यूनानी दार्शनिकों द्वारा स्थापित विवाद का सार इस दिन के लिए रहता है।देखने के एक बिंदु एक गिरा चट्टान से परेशान होने के बाद एक भी तालाब की सतह भर में फैल चर्चित करने के लिए इसी तरह के एक तरीके से अंतरिक्ष से होकर बहती है कि लहर की तरह प्रकृति में, उत्पादन ऊर्जा के रूप में प्रकाश कल्पना करते हैं। विरोधी विचार प्रकाश बहुत एक बाग़ का नली नोक से छिड़काव पानी के छोटे बूंदों की तरह, कणों की एक सतत स्ट्रीम से बना है कि रखती है। पिछले कुछ सदियों के दौरान, राय की सहमति से एक दृश्य केवल दूसरे के लिए सबूत से पलट हो करने के लिए समय की अवधि के लिए प्रचलित साथ अस्थिर कर दिया है। बीसवीं सदी के पहले दशक के दौरान एक व्यापक जवाब प्रदान करने के लिए एकत्र पर्याप्त सम्मोहक सबूत था, और सब आश्चर्य करने के लिए, दोनों सिद्धांतों कम से कम हिस्से में, सही निकला।अठारहवीं सदी के शुरू में, प्रकाश की प्रकृति के बारे में तर्क उनके पसंदीदा सिद्धांतों की वैधता पर सख्ती से लड़े कि विभाजित शिविरों में वैज्ञानिक समुदाय में बदल दिया था। लहर सिद्धांत की सदस्यता ली है जो वैज्ञानिकों के एक समूह, हालैंड के क्रिस्टियान ह्युजेंस की खोजों पर उनके तर्क केंद्रित। विरोध शिविर प्रकाश यह अपवर्तित गया था, जब तक कणों की बौछार, एक सीधी रेखा में प्रत्येक कार्यवाही के रूप में कूच अवशोषित, परिलक्षित होता है कि सबूत, diffracted या कुछ अन्य तरीके से परेशान रूप में सर आइजैक न्यूटन के चश्मे प्रयोगों का आह्वान किया। न्यूटन, खुद, प्रकाश की प्रकृति पर उसकी कणिका सिद्धांत के बारे में कुछ संदेह है दिखाई हालांकि, वैज्ञानिक समुदाय में उसकी प्रतिष्ठा उनके अधिवक्ताओं को उनके क्रूर लड़ाई के दौरान अन्य सभी साक्ष्य को नजरअंदाज कर दिया है कि इतना वजन का आयोजन किया।
प्रकाश की तरंग की तरह प्रकृति की अवधारणा पर आधारित प्रकाश के अपवर्तन के Huygens 'के सिद्धांत, किसी भी पदार्थ में प्रकाश के वेग अपनी अपवर्तनांक के विपरीत अनुपात आयोजित किया गया था। दूसरे शब्दों में, ह्युजेंस अधिक प्रकाश "तुला" या एक पदार्थ से अपवर्तित था कि माने, धीमी यह है कि पदार्थ भर गुजर जबकि ले जाया जाएगा। उनके अनुयायियों प्रकाश कणों की एक धारा से बना रहे थे, तो प्रकाश में प्रवेश करने के लिए एक सघन माध्यम माध्यम में अणुओं से आकर्षित किया है और गति में वृद्धि हुई है, बजाय एक कमी है, अनुभव होगा, क्योंकि तब विपरीत प्रभाव घटित होता है कि निष्कर्ष निकाला है। इस तर्क को सही समाधान विभिन्न पदार्थों, उदाहरण के लिए हवा और गिलास में प्रकाश की गति को मापने के लिए किया जाएगा, हालांकि, इस अवधि के उपकरणों कार्य करने के लिए नहीं थे। लाइट इसे पारित कर दिया है जिसके माध्यम से सामग्री की परवाह किए बिना एक ही गति से स्थानांतरित करने के लिए दिखाई दिया। प्रकाश की गति से पहले पारित कर 150 से अधिक वर्षों ह्युजेंस सिद्धांत सही था कि साबित करने के लिए एक उच्च पर्याप्त सटीकता के साथ मापा जा सकता है। सर आइजैक न्यूटन की उच्च माना प्रतिष्ठा के बावजूद, जल्दी 1700 के दशक में प्रमुख वैज्ञानिकों के एक नंबर उसकी कणिका सिद्धांत से सहमत नहीं थे। कुछ प्रकाश कणों के शामिल है, तो दो मुस्कराते हुए पार कर रहे हैं, तब, कणों में से कुछ प्रकाश बीम में एक विचलन का उत्पादन करने के लिए एक दूसरे के साथ टकराने होता है कि बहस की। जाहिर है, इस मामले में ऐसा नहीं है, तो वे प्रकाश व्यक्तिगत कणों से बना नहीं किया जाना चाहिए कि यह निष्कर्ष निकाला
ह्युजेंस, सभी अपने अंतर्ज्ञान के लिए, प्रकाश तरंगों हवा और अंतरिक्ष में एक अदृश्य इकाई के रूप में मौजूद है, जो आकाश, एक रहस्यमय हल्का पदार्थ, द्वारा मध्यस्थता के माध्यम से अंतरिक्ष की यात्रा की है कि उसकी 1690 ग्रंथ Traité डे ला Lumière में सुझाव दिया था। आकाश के लिए खोज आराम करने के लिए रखा जा रहा है अंत से पहले उन्नीसवीं सदी के दौरान संसाधनों का एक महत्वपूर्ण राशि का सेवन किया। अदृश्य पदार्थ के निर्माण का वर्णन प्रकाश प्रसार की दिशा सीधा करने के लिए एक कोण पर हिल द्वारा प्रकाश तरंगों किया ईथर कि चार्ल्स व्हीटस्टोन के प्रस्तावित मॉडल का प्रदर्शन, और जेम्स क्लर्क मैक्सवेल के विस्तृत मॉडल के सबूत के रूप ईथर सिद्धांत, कम से कम 1800 के अंत तक चली । ह्युजेंस प्रकाश के रूप में एक ही दिशा में स्फूर्त कि आकाश विश्वास किया और यह प्रकाश तरंगों किया के रूप में एक लहर में ही गठन किया था। बाद में एक मात्रा में, Huygens 'के सिद्धांत, वह प्रवीणा एक लहर पर प्रत्येक बिंदु तो एक wavefront फार्म एक साथ जोड़ने, जो अपनी ही बारिश, उत्पादन कर सकता है कि कैसे का वर्णन किया। ह्युजेंस अपवर्तन घटना के लिए एक विस्तृत सिद्धांत का उत्पादन करने के लिए इस विचार कार्यरत हैं, और वे रास्ते को पार जब प्रकाश की किरणें एक दूसरे में दुर्घटना नहीं है क्यों यह भी समझाने के लिए।
प्रकाश की एक किरण दो मीडिया विभिन्न अपवर्तक सूचकांक होने के बीच यात्रा करते हैं, किरण अपवर्तन से होकर गुजरती है, और यह दूसरे में पहला माध्यम से गुजरता है जब दिशा बदल जाती है। प्रकाश किरण तरंगों या कणों से बना है या नहीं यह निर्धारित करने के लिए, प्रत्येक के लिए एक मॉडल घटना की व्याख्या करने के लिए तैयार किया जा सकता है। सामने के बाकी इंटरफ़ेस तक पहुंचने से पहले Huygens 'लहर सिद्धांत के अनुसार, प्रत्येक angled wavefront के एक छोटे से हिस्से को दूसरे मध्यम प्रभावित करना चाहिए। इस हिस्से को लहर के बाकी अभी भी पहली माध्यम में यात्रा कर रहा है, जबकि दूसरे माध्यम से स्थानांतरित करने के लिए शुरू कर देंगे, लेकिन कारण दूसरे माध्यम का उच्च अपवर्तनांक के लिए और अधिक धीरे-धीरे आगे बढ़ना होगा। Wavefront अब दो अलग गति में यात्रा कर रहा है, क्योंकि यह इस प्रकार प्रचार के कोण बदल रहा है, दूसरे माध्यम में झुकना होगा। इसके विपरीत, कण सिद्धांत है कि वे दूसरे में एक मध्यम से गुजरती हैं जब प्रकाश के कणों दिशा बदलना चाहिए समझा क्यों नहीं बल्कि एक मुश्किल समय है। सिद्धांत के समर्थकों का इंटरफेस सीधा करने के लिए निर्देशित एक विशेष शक्ति है, वे दूसरे मध्यम में प्रवेश के रूप कणों की गति बदलने के लिए कार्य करता है कि सुझाव। इस बल की सही प्रकृति अटकलें करने के लिए छोड़ दिया गया था, और कोई सबूत कभी सिद्धांत को साबित करने के लिए एकत्र किया गया है।
दो सिद्धांतों की एक और उत्कृष्ट तुलना में इस तरह के एक दर्पण के रूप में प्रकाश एक चिकनी, specular सतह से परिलक्षित होता है कि हो जब मतभेद, शामिल है। वेव थ्योरी एक प्रकाश स्रोत के सभी दिशाओं में फैल कि प्रकाश तरंगों का उत्सर्जन करता है कि अनुमान लगाया है। एक दर्पण को प्रभावित करने पर, लहरों के आगमन कोणों के अनुसार परिलक्षित होते हैं, लेकिन हर लहर के साथ एक उलट छवि का उत्पादन करने के लिए सामने करने के लिए वापस कर दिया। पहुंचने लहरों के आकार प्रकाश स्रोत के दर्पण से कितनी दूर पर निर्भर है। एक दूरी स्रोत से उत्सर्जित प्रकाश अधिक फैला हुआ है और लगभग तलीय हैं कि wavefronts साथ दर्पण प्रभाव होगा, जबकि एक करीबी सूत्र से लाइट उद्भव अभी भी, एक गोलाकार, अत्यधिक घुमावदार wavefront रखता है।प्रकाश के लिए एक कण प्रकृति के लिए मामला यह अपवर्तन के लिए है की तुलना प्रतिबिंब घटना के संबंध के साथ बहुत ही मजबूत है। लाइट के पास या दूर, चाहे दूर उछाल या चिकनी सतह से परिलक्षित होते हैं जो कणों की एक धारा के रूप में दर्पण की सतह पर आता है, एक स्रोत से उत्सर्जित। कणों बहुत छोटे होते हैं, क्योंकि एक बड़ी संख्या है कि वे बहुत करीब एक साथ कंधे से कंधा मिलाकर यात्रा जहां एक प्रचार प्रकाश किरण, में शामिल कर रहे हैं। दोनों का प्रदर्शन किया और सिद्धांतों पर्याप्त रूप से एक चिकनी सतह से प्रतिबिंब समझाने लहर के रूप में प्रकाश किरण में उनके आदेश, एक उलट छवि का निर्माण करने प्रतिबिंब पर उलट है इसलिए दर्पण को प्रभावित करने पर, कण, विभिन्न बिंदुओं से उछाल। हालांकि, कण सिद्धांत भी सतह बहुत मोटा है, तो कणों प्रकाश बिखरने, कोण की एक किस्म पर दूर उछाल है कि पता चलता है। इस सिद्धांत प्रयोगात्मक अवलोकन करने के लिए बहुत बारीकी से फिट बैठता है।
कणों और लहरों भी वे एक वस्तु के किनारे जब मुठभेड़ अलग तरह से व्यवहार करते हैं और एक छाया के रूप में करना चाहिए। न्यूटन "लाइट कुटिल मार्ग का अनुसरण करने के लिए और न ही छाया में मोड़ करने के लिए कभी नहीं जाना जाता है, कि" उसकी 1704 किताब ऑप्टिक्स में बाहर बात करने के लिए जल्दी गया था। इस अवधारणा प्रकाश कणों हमेशा सीधे लाइनों में यात्रा करना चाहिए कि प्रस्ताव है, जो कण सिद्धांत के अनुरूप है। कणों एक बाधा के किनारे का सामना करते हैं बाधा से अवरुद्ध नहीं कणों एक सीधी रेखा में पर जारी है और बढ़त के पीछे से बाहर फैल नहीं कर सकते, क्योंकि तब वे एक छाया पड़ जाएगा। एक स्थूल स्तर पर, इस अवलोकन लगभग सही है, लेकिन यह एक बहुत छोटे पैमाने पर प्रकाश विवर्तन प्रयोगों से प्राप्त परिणामों के साथ सहमत नहीं है।प्रकाश एक संकीर्ण भट्ठा के माध्यम से पारित कर दिया जाता है, तो किरण फैलता है और उम्मीद से अधिक व्यापक हो जाता है। यह मूल रूप से महत्वपूर्ण अवलोकन प्रकाश की तरंग सिद्धांत को विश्वसनीयता का एक महत्वपूर्ण राशि उधार देता है। पानी में लहरों की तरह, एक वस्तु के किनारे का सामना प्रकाश तरंगों किनारे के आसपास और सीधे प्रकाश किरण द्वारा प्रबुद्ध नहीं है कि एक क्षेत्र है जो अपने ज्यामितीय छाया में मोड़ करने के लिए दिखाई देते हैं। इस व्यवहार के बजाय दूर दर्शाती है की, एक बेड़ा के अंत के आसपास लपेटो कि पानी की लहरों के अनुरूप है।
न्यूटन और Huygens उनके सिद्धांतों का प्रस्ताव लगभग एक सौ वर्षों के बाद, थॉमस यंग नामक एक अंग्रेजी भौतिक विज्ञानी दृढ़ता से प्रकाश की तरंग की तरह प्रकृति समर्थन किया है कि एक प्रयोग किया। वह प्रकाश तरंगों से बना था कि माना जाता है, क्योंकि युवा दो प्रकाश तरंगों से मुलाकात के दौरान बातचीत के कुछ प्रकार घटित होता है कि समझाया। इस परिकल्पना का परीक्षण करने के लिए, वह साधारण सूरज की रोशनी से (चरण में प्रचार लहरों कि युक्त) एक सुसंगत प्रकाश किरण के उत्पादन के लिए एक एकल, संकीर्ण भट्ठा युक्त एक स्क्रीन का इस्तेमाल किया। सूरज की किरणों भट्ठा सामना करते हैं, वे बाहर फैल या एक ही wavefront उत्पादन करने के लिए टुकड़े करना। इस मोर्चे पूरी तरह से उत्पादित कर रहे हैं एक दूसरे के साथ कदम में, दो निकट दूरी slits, सुसंगत प्रकाश की दो अतिरिक्त सूत्रों होने एक दूसरे स्क्रीन रोशन करने के लिए अनुमति दी है। प्रत्येक से लाइट दो slits कदम में पूरी तरह से आने चाहिए के बीच एक बिंदु से आधे रास्ते के लिए यात्रा भट्ठा। जिसके परिणामस्वरूप लहरों के एक बहुत बड़े लहर का उत्पादन करने के लिए एक दूसरे को सुदृढ़ करना चाहिए। केंद्रीय बिंदु के दोनों तरफ एक बिंदु माना जाता है हालांकि, अगर है, तो एक भट्ठा से प्रकाश केंद्रीय बिंदु के विपरीत दिशा में एक दूसरे बिंदु तक पहुंचने के लिए बहुत दूर की यात्रा करनी चाहिए। करीब यह दूसरी बात करने के लिए भट्ठा से लाइट दो तरंगों को एक दूसरे के साथ कदम से बाहर हो जाएगा तो, दूर भट्ठा से प्रकाश से पहले आ जाएगा, और अंधेरे का उत्पादन करने के लिए एक दूसरे को रद्द कर सकता है।
वह संदिग्ध के रूप में, युवा slits के दूसरे सेट से प्रकाश तरंगों फैल (या diffracted) कर रहे हैं, वे एक दूसरे से मिलते हैं और ओवरलैप है कि खोज की। कुछ मामलों में, ओवरलैप बिल्कुल कदम में दो तरंगों को जोड़ती है। हालांकि, अन्य मामलों में, प्रकाश तरंगों को एक दूसरे के साथ कदम से बाहर या तो थोड़ा या पूरी तरह से संयुक्त रहे हैं। युवा तरंगों कदम में मिले थे, वे रचनात्मक हस्तक्षेप करार दिया जा आ गया है कि एक प्रक्रिया द्वारा एक साथ जोड़ पाया। कदम से बाहर है कि पूरा लहरें, विनाशकारी हस्तक्षेप के रूप में जाना जाता घटना एक दूसरे को रद्द होगा। इन दो चरम सीमाओं के बीच में, रचनात्मक और विनाशकारी हस्तक्षेप के विभिन्न डिग्री के आयाम की एक व्यापक स्पेक्ट्रम होने तरंगों का उत्पादन करने के लिए होते हैं। युवा दो slits के पीछे एक निर्धारित दूरी पर रखा एक स्क्रीन पर हस्तक्षेप के प्रभाव का पालन करने में सक्षम था। Diffracted जाने के बाद हस्तक्षेप से recombined है कि प्रकाश स्क्रीन की लंबाई के साथ उज्ज्वल और अंधेरे किनारे की एक श्रृंखला पैदा करता है।प्रतीत होता है हालांकि महत्वपूर्ण है, युवा के निष्कर्ष को व्यापक रूप से इसका मुख्य कारण कण सिद्धांत में भारी विश्वास की, समय पर स्वीकार नहीं किया गया। प्रकाश हस्तक्षेप पर उनकी टिप्पणियों के अलावा, युवा अलग अलग रंग की रोशनी अलग लंबाई, आज व्यापक रूप से स्वीकार किया जाता है कि एक मौलिक अवधारणा होने तरंगों से बना था कि माने। इसके विपरीत, कण सिद्धांत अधिवक्ताओं विभिन्न रंगों विभिन्न जनता या तो होने या अलग अलग गति में यात्रा के कणों से प्राप्त किए गए कि कल्पना की।
हस्तक्षेप प्रभाव प्रकाश के लिए ही सीमित नहीं है। एक पूल या तालाब की सतह पर उत्पादित लहरें सभी दिशाओं में फैल गया है और एक समान व्यवहार से गुजरना होगा। दो तरंगों के कदम में मिलने जहां, वे रचनात्मक हस्तक्षेप से एक बड़ा लहर बनाने के लिए एक साथ जोड़ देगा। कदम से बाहर हैं कि लहरों के टकराने विनाशकारी हस्तक्षेप के माध्यम से एक दूसरे को रद्द करने और पानी पर एक स्तर की सतह का उत्पादन होगा।
पार polarizers के बीच एक प्रकाश किरण के व्यवहार को ध्यान से जांच की गई थी जब प्रकाश की एक लहर की तरह प्रकृति के लिए भी अधिक सबूत खुला था। ध्रुवीकरण फिल्टर के माध्यम से पारित करने के लिए एक एकल उन्मुखीकरण होने ही प्रकाश की अनुमति देता है कि एक अद्वितीय आणविक संरचना है। दूसरे शब्दों में, एक polarizer ध्रुवीकरण सामग्री के भीतर एक ही दिशा में उन्मुख होते हैं कि हवा का झोंका के छोटे पंक्तियों होने आणविक वेनिस अंधा की एक विशेष प्रकार का माना जा सकता है। प्रकाश की एक किरण एक polarizer, ध्रुवीकरण दिशा के समानांतर उन्मुख केवल प्रकाश किरणों को प्रभावित करने की अनुमति दी है polarizer के माध्यम से पारित करने में सक्षम हैं। एक दूसरी polarizer के पहले के पीछे तैनात है और एक ही दिशा में उन्मुख है, तो दूसरी polarizer के एक छोटे से कोण पर घुमाया जा रहा है इसके अलावा, अगर दूसरा.तथापि गुजरना होगा पहला polarizer के माध्यम से गुजर प्रकाश, प्रकाश की राशि होगी माध्यम से गुजर रहा कम किया। उन्मुखीकरण पहले polarizer की है कि करने के लिए खड़ा है तो दूसरी polarizer घुमाया जाता है, तो पहले polarizer के प्रकाश से गुजर तो कोई भी दूसरे से गुजरना होगा। इस आशय आसानी लहर सिद्धांत के साथ समझाया गया है, लेकिन कण सिद्धांत का कोई हेरफेर दूसरी polarizer के द्वारा अवरुद्ध है कैसे प्रकाश व्याख्या कर सकते हैं। वास्तव में, कण सिद्धांत हस्तक्षेप और विवर्तन, बाद में एक ही घटना की अभिव्यक्ति हो पाया जाना होता है कि प्रभाव की व्याख्या करने के लिए भी पर्याप्त नहीं है। ध्रुवीकृत प्रकाश के साथ मनाया प्रभाव प्रकाश प्रसार की दिशा सीधा करने के लिए कर रहे हैं कि घटक होने अनुप्रस्थ तरंगों के होते हैं कि अवधारणा के विकास के लिए महत्वपूर्ण थे। अनुप्रस्थ घटकों में से प्रत्येक के माध्यम से इसे पारित करने के लिए या एक polarizer द्वारा अवरुद्ध किया जा करने में सक्षम बनाता है कि एक विशिष्ट उन्मुखीकरण दिशा होनी चाहिए। केवल ध्रुवीकरण फिल्टर करने के लिए एक अनुप्रस्थ घटक समानांतर के साथ उन तरंगों के माध्यम से समाप्त हो जाएगी, और अन्य सभी अवरुद्ध हो जाएगा।
1800 के मध्य तक, वैज्ञानिकों प्रकाश की लहर की तरह चरित्र का तेजी से आश्वस्त होते जा रहे थे, लेकिन एक दबंग समस्या वहां बने रहे। प्रकाश वास्तव में क्या है? 186.000 मील प्रति सेकंड: यह विद्युत चुम्बकीय विकिरण के सभी रूपों में एक सतत स्पेक्ट्रम का प्रतिनिधित्व करते हैं, और एक ही गति से एक वैक्यूम के माध्यम से यात्रा करते हैं कि अंग्रेजी भौतिक विज्ञानी जेम्स क्लर्क मैक्सवेल द्वारा की खोज की थी जब एक सफलता बना दिया गया था। मैक्सवेल की खोज के लिए प्रभावी ढंग से कण सिद्धांत के ताबूत किसी न किसी और बीसवीं सदी के आरंभ से, यह प्रकाश और ऑप्टिकल सिद्धांत के बुनियादी सवालों अंत में जवाब दिया गया था कि लग रहा था।
वैज्ञानिकों ने पहली बार कुछ शर्तों के तहत, प्रकाश कई धातुओं के परमाणुओं से इलेक्ट्रॉनों को बेदखल कर सकता है, जब पता चला कि लहर सिद्धांत के लिए एक बड़ा झटका देर से 1880 के दशक में पर्दे के पीछे हुई। पहली बार में केवल एक जिज्ञासु और unexplainable घटना है, इसे जल्दी से पराबैंगनी प्रकाश एक सकारात्मक बिजली के प्रभारी का उत्पादन करने के लिए धातु की एक विस्तृत विविधता में इलेक्ट्रॉनों के परमाणुओं को राहत देने के कर सकता है कि खोज की थी। जर्मन भौतिकशास्त्री फिलिप लेनार्ड वह photoelectric प्रभाव करार दिया, जो इन टिप्पणियों में दिलचस्पी बन गए। लेनार्ड अपने घटक रंगों में सफेद प्रकाश विभाजित करने के लिए एक चश्मे का इस्तेमाल किया है, और फिर चुनिंदा इलेक्ट्रॉनों को निष्कासित करने के लिए एक धातु की थाली पर प्रत्येक रंग ध्यान केंद्रित किया। क्या लेनार्ड उलझन की खोज की और उसे चकित। (उदाहरण के लिए नीले,) प्रकाश की एक विशिष्ट तरंगदैर्घ्य के लिए, इलेक्ट्रॉनों एक निरंतर क्षमता, या ऊर्जा का एक निश्चित राशि का उत्पादन किया। घटाना या प्रकाश की मात्रा में वृद्धि को मुक्त कराया इलेक्ट्रॉनों की संख्या में एक इसी वृद्धि या कमी का उत्पादन किया है, लेकिन प्रत्येक अभी भी एक ही ऊर्जा को बनाए रखा। दूसरे शब्दों में, अपने परमाणु बांड भागने इलेक्ट्रॉनों प्रकाश की तरंग दैर्घ्य, नहीं तीव्रता पर निर्भर थे कि ऊर्जा की थी। इस लहर सिद्धांत से उम्मीद होगी के विपरीत है। लेनार्ड भी तरंगदैर्घ्य और ऊर्जा के बीच एक कड़ी की खोज: तरंग दैर्घ्य का उत्पादन इलेक्ट्रॉनों ऊर्जा का अधिक से अधिक मात्रा में खा रहे हैं।
विलियम हाइड Wollaston सूरज की स्पेक्ट्रम प्रकाश की एक सतत बैंड नहीं था, लेकिन लापता तरंग दैर्घ्य के सैकड़ों निहित जब पता चला कि प्रकाश और परमाणुओं के बीच एक कनेक्शन के लिए नींव जल्दी 1800 में डाली गई थी। लापता तरंग दैर्घ्य के लिए इसी 500 से अधिक संकीर्ण लाइनों सबसे बड़ा अंतराल को पत्र सौंपा, जो जर्मन भौतिक विज्ञानी जोसेफ वॉन Fraunhofer, से मैप किया गया। बाद में, यह अंतराल सूर्य की बाहरी परत में परमाणुओं द्वारा विशिष्ट तरंग दैर्घ्य के अवशोषण से उत्पादन किया गया था कि खोज की थी। मौलिक प्रभाव समय पर नहीं समझ में आ गया था, हालांकि इन टिप्पणियों, परमाणुओं और प्रकाश के बीच पहले लिंक के कुछ थे।
1905 में, अल्बर्ट आइंस्टीन प्रकाश वास्तव में परवाह किए बिना एक लहर की तरह प्रकृति के लिए भारी सबूत के, कुछ कण विशेषताओं हो सकता है कि माने। उसकी क्वांटम सिद्धांत विकसित करने में, आइंस्टीन एक धातु में परमाणुओं से जुड़े इलेक्ट्रॉनों प्रकाश की एक विशिष्ट मात्रा अवशोषित कर सकते हैं कि गणितीय सुझाव (पहले एक क्वांटम करार दिया, लेकिन बाद में एक फोटोन के लिए बदल) और इस तरह से बचने के लिए ऊर्जा है। उन्होंने यह भी एक फोटोन की ऊर्जा तरंगदैर्घ्य के विपरीत आनुपातिक थे, तो तरंग दैर्घ्य उच्च ऊर्जा, लेनार्ड के अनुसंधान के परिणामों से वास्तव में वहन एक परिकल्पना होने इलेक्ट्रॉनों का उत्पादन होगा कि अनुमान लगाया।
आइंस्टीन के सिद्धांत फोटॉनों, पदार्थ और ऊर्जा विनिमेय हैं कि सिद्धांत का समर्थन करने के लिए एक आवश्यक अपेक्षित गति पड़ा दिखा दिया कि जो अमेरिकी भौतिक विज्ञानी आर्थर एच काम्पटन के प्रयोगों द्वारा 1920 के दशक में जम गया था। एक ही समय के बारे में, फ्रांसीसी वैज्ञानिक लुईस-विक्टर डी Broglie सभी मामले और विकिरण एक कण और एक लहर दोनों के समान गुण है कि कि प्रस्ताव रखा। डी Broglie, मैक्स प्लैंक के नेतृत्व के बाद, प्लैंक स्थिरांक शामिल करने के लिए बड़े पैमाने पर और ऊर्जा से संबंधित आइंस्टीन के प्रसिद्ध सूत्र
ई = mc2 ई एक कण की ऊर्जा है, जहां बड़े पैमाने पर, सी प्रकाश की गति है हूँ, ज प्लैंक स्थिरांक है, और एन आवृत्ति है। एक कण की ऊर्जा और बड़े पैमाने पर करने के लिए एक तरंग की आवृत्ति से संबंधित है जो De Broglie के काम, अंततः प्रकाश की तरंग की तरह है और कण-तरह प्रकृति दोनों को समझाने के लिए उपयोग किया जाएगा कि एक नए क्षेत्र के विकास के क्षेत्र में मौलिक था। क्वांटम यांत्रिकी, आइंस्टीन, प्लैंक के अनुसंधान से पैदा हुआ था Broglie, बोर, इरविन श्रोडिंगर, और अब द्वंद्व करार दिया है, या दोनों कण की तरह है और लहर की तरह व्यवहार किया गया है क्या प्रदर्शित कर सकते हैं कि कैसे विद्युत चुम्बकीय विकिरण समझाने का प्रयास किया, जो दूसरों के डी। कई बार प्रकाश एक कण के रूप में व्यवहार करता है, और एक लहर के रूप में दूसरी बार में। प्रकाश के व्यवहार के लिए इस पूरक, या दोहरे, भूमिका ध्रुवीकृत प्रकाश और photoelectric प्रभाव से परिणाम के लिए, अपवर्तन, प्रतिबिंब, हस्तक्षेप, और विवर्तन से लेकर प्रयोगात्मक देखा गया है कि जाना जाता विशेषताओं के सभी वर्णन करने के लिए नियोजित किया जा सकता है। संयुक्त, प्रकाश के गुण एक साथ काम करते हैं और हमें ब्रह्मांड की सुंदरता का पालन करने की अनुमति देते हैं। हम इस प्रकार सामान्य में प्रकाश या इलेक्ट्रॉनों एक लहर के रूप में और एक कण के रूप में दोनों व्यवहार करते हैं , लेकिन सबसे आश्चर्यजनक तथ्य यह है कि इलेक्ट्रॉनों को पता कैसे करते हैं, जब एक लहर या जब एक कण के रूप में व्यवहार करने के रूप में व्यवहार करने के लिए है कि स्थापना की है। इस बड़ी समस्या कई वर्षों के लिए वैज्ञानिकों को हैरान। खुद आइंस्टीन की तरह प्रसिद्ध वैज्ञानिकों के एक दूरी पर डरावना कार्रवाई 'के रूप में इस कार्रवाई में कहा गया है और इसे से दूर रहे , लेकिन हाल की खोजों इलेक्ट्रॉनों उलझाना पता चला है कि और घटना देखने को मिलती है जो पर्यवेक्षक इलेक्ट्रॉन एक कण के रूप में या एक लहर के रूप में व्यवहार करेंगे फैसला । अपने मेटा - भौतिक रूप से कण भौतिकी के इस संयोजन आश्चर्यजनक है लेकिन साबित हो गया है और क्योंकि पर्यवेक्षक की हो रहा एक घटना के इस निर्भरता पर्यवेक्षक प्रभाव के रूप में जाना जाता है।