கேள்வி: ஒளிமின் விளைவு - குவாண்டம் விளைவு பற்றி விளக்கவும்.
பதில்: குவாண்டம் இயற்பியல் கருத்துகளுக்கு முன்பிருந்த நியூட்டனிய இயற்பியல் கொள்கைகளின்படி இவ்விளைவை விளக்க இயலவில்லை. ஏனெனில் நியூட்டனின் இயற்பியல் படி, ஒளியானது, உலோகத்தின் பரப்பில் விழும் பொழுது, உலோகத்தில் உள்ள இலத்திரன்கள் ஒளியின் மின்காந்த அலைகளினால் அதிரச் செய்து, அதிகப்படியான அலைவினால் அவை உலோகத்தின் பரப்பில் இருந்து குதிக்கும். அப்படியானால், வெளியே வரும் இலத்திரன்களின் ஆற்றலானது மின்காந்தப்புலத்தின் ஆற்றலின் இருமடங்கிற்கு விகிதமாயிருக்கும். அதாவது, ஒளிமின் எலக்ட்ரான்களின் ஆற்றலானது விழும் ஒளியின் செறிவைப் பொறுத்து அமையும். ஆனால், பண்டைய எந்திரவியலின் இந்தக் கூற்று உண்மையில் நடைபெறவில்லை. ஒளிமின் இலத்திரன்களின் ஆற்றலானது விழும் ஒளியின் செறிவை சார்ந்து அமையவில்லை. மேலும், ஒளிமின் விளைவானது ஒரு கண விளைவு. இதனை நியூட்டனிய இயற்பியல் கொள்கைகளினால் விளக்க முடியவில்லை. ஏனெனில், ஒளியை அலையாகக் கருதியதால், அது சென்று ஆற்றலை வெளியிடவோ பெறவோ சிறிது காலம் தேவைப்படும். ஆனால், ஒரு கண விளைவாக (''instantaneous process'') இது செயல்பட்டது. அடுத்ததாக, பண்டைய எந்திரவியல் கணக்கின் படி, விழும் ஒளியின் செறிவு அதிகமாக இருந்தால் அதன் மூலம் அதிக இலத்திரன்கள் உமிழப்பட வேண்டும்.ஆனால் அதிக செறிவுள்ள ஒரு சிவப்பு ஒளியை (குறைந்த அதிர்வெண் கொண்ட ஒளி) உலோகத்தின் மீது பாய்ச்சினால் எலெக்ட்ரான்கள் வெளிவரவே இல்லை. அதே சமயம் மிகக் குறைந்த செறிவே உள்ள ஊதா நிற ஒளியை (அதிக அதிர்வெண் கொண்ட ஒளி) பாய்ச்சும் போது எலக்ட்ரான்கள் அதிகம் வெளிவந்தன. இதற்கான காரணத்தையும் அப்பொழுது விளக்க முடியாமல் இருந்தது. வெளியேறும் எதிர்மின்னிகள் (இலத்திரன்கள்) ஒளியுந்து எதிர்மின்னிகள் (ஒளியுந்து இலத்திரன்கள்) (''photo-electrons'') என அழைக்கப்படுகின்றன. அத்துடன் ஒளிவிலகல், ஒளிச்சிதறல் (''scattering''), விளிம்பு விளைவு (''diffraction'') போன்றவற்றை விளக்கும் அலை-துகள் இருமை (''Wave-Particle duality'') ஆகியவையும் விளக்க இவ்விளைவின் அறிவு உதவியது..
கேள்வி: ஒளிமின் விளைவு - அறிமுகம் பற்றி நீங்கள் என்ன அறிந்துள்ளீர்கள்?
பதில்: தளமொன்று மின்காந்த அலைகளால் தாக்கப்படும்போது ஓர் குறிப்பிட்ட அதிர்வெண்ணைத் மீறிய நிலையில் (கார உலோகங்களில் காணுறு ஒளியிலும், பிற உலோகங்களுக்கு புற ஊதா ஒளியிலும் உலோகமற்றவற்றிற்கு புற ஊதா ஒளியின் மிக விளிம்பிலும்) அலைகள் உட்கவரப்பட்டு இலத்திரன்கள் வெளியேறுகின்றன. 1887ஆம் ஆண்டு ஹெயின்ரிச் ஹெர்ட்ஸ் இந்நிகழ்வை கவனித்தார். ஹைடெல்பெர்க்கைச் சேர்ந்த ஜோகன் எல்ஸ்டர் (Johann Elster, 1854-1920) மற்றும் ஹான்ஸ் கெயிஸ்டல்(Hans Geistel, 1855-1923) இருவரும் ஒளியின் அடர்த்தியை அளவிடப் பயன்படுத்தக்கூடிய முதல் ஒளிமின் சில்லுகளை உருவாக்கினர்.Asimov, ''Asimov's Biographical Encyclopedia of Science and Technology'' 2nd Revised edition. 1902ஆம் ஆண்டு பிலிப் எட்வர்ட் ஆன்டன் வொன் லேனர்ட் என்பவர் ஒளியின் அதிர்வெண் (ஒளியின் வண்ணத்தைச் சார்ந்தது) உயர உயர வெளிவந்த இலத்திலன்களின் ஆற்றலும் கூடுவதைக் கவனித்தார். இது, அப்போதிருந்த ஜேம்ஸ் கிளார்க் மாக்ஸ்வெல்லின் அலை கொள்கைகளின்படி, காட்டப்படும் ஒளியின் அடர்த்திக்கேற்ப இலத்திரன்களின் ஆற்றல் இருக்க வேண்டும் என்றிருக்க அவ்வாறில்லாதது வியப்பாக இருந்தது. உமிழப்படும் அல்லது உட்கவரப்படும் ஆற்றலானது தொடர்ச்சியாக அல்லாமல், மேலும் பகுக்க இயலாத, குவாண்டம் எனப்படும் ஆற்றல் திணிக்கப்பட்ட சிறுசிறு துகள்களில் முழு மடங்குகளாக உள்ளன என்று 1900இல் ஃபிளாங்க் கருதினார். 1905ஆம் ஆண்டு, ஆல்பர்ட் ஐன்ஸ்டைன் ஒளியலைகள் என்பவை ஆற்றல் திணிக்கப்பட்ட சிறு பெட்டகங்கள் எனவும் அவை ஃபோட்டான்கள் அல்லது ஒளியன்கள் எனவும் விளக்கினார். பிளாங்கின் கருப்பு பொருளின் கதிர்வீச்சு கொள்கைகளை அடிப்படையாகக் கொண்டு ஒளியன்களில் உள்ள ஆற்றலின் மதிப்பு கதிர்வீச்சின் அதிர்வெண்ணை ஓர் மாறிலியால் பெருக்குவதற்கு சமமானது என்ற கருத்தாக்கத்தை உருவாக்கினார். இந்த மாறிலி எண் பின்னாளில் பிளாங்கின் மாறிலி (h=6.626 x 10−34) என அழைக்கப்பட்டது. ஆகவே குறுமட்ட அதிர்வெண்ணை விடக் கூடுதலாக அதிர்வெண் உள்ள ஒளியன்கள் ஓர் இலத்திரனை வெளியேற்றத் தேவையான ஆற்றல் கொண்டுள்ளது என கவனிக்கப்பட்ட நிகழ்விற்கு விளக்கம் அளித்தார். இதுவே குவாண்டம் பொறிமுறை வழிகோலியதுடன் ஐன்ஸ்டீன் 1921ஆம் ஆண்டின் இயற்பியலுக்கான நோபல் பரிசு பெறவும் காரணமாக அமைந்தது.[http://nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1921/index.html The Nobel Prize in Physics 1921]