PDF-format - Aarhus Universitetsforlag

Det bør her nævnes, at da h = E/n, så har Plancks konstant dimensionen
virkning (dvs. energi gange tid, eller ækvivalent impuls gange afstand). Selvom
man kendte begrebet ‘virkning’ i fysikken fra diverse mindstevirkningsprincipper,
var Plancks virkning dog en temmelig mystisk størrelse, og det forekom
mærkeligt, at der skulle indføres et konstant kvantum med denne dimension.
For kvantemekanikkens udvikling er det imidlertid signifikant, at h har dimensionen
virkning. Hvis der ikke kan gives virkning i mindre portioner end h,
så er der tilsyneladende en grænse for produkterne energi gange tid og impuls
gange afstand. Det fører frem mod Heisenbergs ubestemthedsrelationer og
Bohrs komplementaritetsprincip.
Virkningskvantet, som størrelsen derfor kaldes, stred med klassisk fysik,
fordi energiudsendelsen ifølge den var kontinuerlig og derfor ikke havde en
mindste størrelse. Det er derfor ikke noget under, at en række fremtrædende
fysikere i årene efter forsøgte at slippe af med virkningskvantet igen ved at
sætte det til nul. Men da Einstein i 1905 kunne redegøre for den fotoelektriske
effekt ved at gøre brug af Plancks konstant, var der ikke længere noget for dem
at komme efter.
På den tid var den fremherskende fortolkning af lyset givet ved Maxwells
klassiske bølgeteori, støttet blandt andet af Youngs dobbeltspalte-eksperiment.
Newtons korpuskler var ‘ude i kulden’. Men man havde opdaget, at lysbølger
kunne løsrive elektroner fra en metalplade, og at elektronernes energi afhang
af lysets frekvens og kun deres antal af lysets intensitet. Lysbølgen river en
elektron fri, uanset hvor kraftigt lyset er, det er kun ‘farven’, der er afgørende
for, om den rives fri. En chokerende opdagelse. Når man belyste et stykke metal
med lys, var det som at sende bølger ind mod stranden for så at opdage, at
bølgerne på mystisk vis ‘samarbejder’ og sender en sten tilbage! Det krævede
en helt ny form for fortolkning.
Einstein forestillede sig, at energien i lysbølgerne var pakket sammen i
små klumper, lyskvanta, også kaldet fotoner, hvis energi var bestemt af virkningskvantet
h og deres frekvens v, E = hv. Energien var så proportional med
frekvensen og omvendt proportional med bølgelængden λ, som det fremgår af
udtrykket E = hc/λ, hvor c er lyshastigheden. Det kunne så forklare, hvordan
lys, der skinner på en metalplade, kunne løsrive elektroner i overensstemmelse
med den fotoelektriske effekt.
Med fotonen havde Einstein for første gang skabt et begreb om lyset som
en dualitet bestående af partikler og bølger. Siden skulle den samme dualitet
genfindes hos elektronen og andre af de subatomare partikler. Der næredes dog
i begyndelsen stærk skepsis mod fotonbegrebet, bl.a. hos Niels Bohr, fordi det
stred mod bølgebegrebet, som var en naturlig følge af Maxwells elektromag-
Bohrs atommodel anno 1913
25