愛因斯坦是迄今為止最偉大的科學(xué)家之一。其實(shí)我覺得我們完全可以把“其中之一”去掉。這位偉大科學(xué)家創(chuàng)立的相對論拓展了牛頓的時(shí)空觀，把我們的宇宙描述成由三維空間和一維時(shí)間組成的四維時(shí)空。相對論對時(shí)空和物質(zhì)的解釋更是經(jīng)典——空間和時(shí)間告訴物質(zhì)如何運(yùn)動(dòng)，物質(zhì)告訴空間和時(shí)間如何彎曲。
如此優(yōu)秀的理論卻沒有獲得諾貝爾獎(jiǎng)，這一來是因?yàn)橄鄬φ撎^先進(jìn)，無法用當(dāng)時(shí)的技術(shù)去驗(yàn)證，二來也是因?yàn)橹Z貝爾獎(jiǎng)評委會(huì)過于保守，還有一個(gè)原因就是愛因斯坦是猶太人。但愛因斯坦的名氣與日俱增，如果諾貝爾獎(jiǎng)評委會(huì)不把諾貝爾獎(jiǎng)?lì)C給愛因斯坦，其權(quán)威性就會(huì)大打折扣。最后評委會(huì)想出了一個(gè)折中而穩(wěn)妥的辦法，就是把諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)?lì)C給愛因斯坦，但完全不提相對論，而是因?yàn)樗?905年提出了光量子假說，并成功解釋了光電效應(yīng)。
愛因斯坦僅僅因?yàn)楣怆娦?yīng)獲得過一次諾貝爾獎(jiǎng)，這讓人為他和他的相對論感到惋惜。
另一方面，我們在看一些荒野求生的電視劇的時(shí)候，會(huì)看到這種現(xiàn)象。主角被困在海洋中的一個(gè)荒島上，為了活下去，首先必須點(diǎn)燃一堆篝火。此時(shí)正是中午，烈日炎炎，主角找到易燃的木柴，拿出放大鏡，讓陽光透過放大鏡（凸透鏡）聚焦成一束高熱光線，最后照射到木柴上，點(diǎn)燃了木柴。太陽越大，陽光越強(qiáng)烈，溫度上升得越快，我們就越容易點(diǎn)燃木柴。
回到我們今天要說的光電效應(yīng)，1887年，赫茲首次發(fā)現(xiàn)了光電效應(yīng)，簡單來說，就是當(dāng)我們用光照射金屬板時(shí)，金屬板上的電子會(huì)被擊落。
這種現(xiàn)象乍一看，和用放大鏡點(diǎn)燃木柴很像，沒什么奇怪的。但奇怪的是，當(dāng)實(shí)驗(yàn)者們增加光的強(qiáng)度時(shí)，按理說應(yīng)該有更多的光電子產(chǎn)生。就好比我們用放大鏡點(diǎn)燃木柴一樣，陽光越強(qiáng)，它的熱量就越高，木柴就越容易點(diǎn)燃。但光電效應(yīng)就很奇怪了，無論光的亮度怎么增加，飛出金屬表面的光電子數(shù)量都沒有變化。但當(dāng)實(shí)驗(yàn)者們換成更弱的紫光時(shí)，飛出的光電子數(shù)量瞬間就增多了。
許多理論物理學(xué)家提出過各種理論來解釋這一奇怪現(xiàn)象，但都沒有成功，其中普朗克理論是最接近真相的。
1900年，普朗克研究黑體輻射愛因斯坦光電效應(yīng)方程式，發(fā)現(xiàn)光的能量不是連續(xù)的愛因斯坦光電效應(yīng)方程式，而是零碎的，他提出了量子能量公式E=hv，這個(gè)公式非常重要，愛因斯坦正是基于這個(gè)公式，邁出了成功解釋光電效應(yīng)最關(guān)鍵的一步。
E代表光子的能量，h是普朗克常數(shù)，v是電磁波（光）的頻率。E=hv留學(xué)之路，告訴我們光子的能量和光的頻率有密切的關(guān)系，但和光的亮度無關(guān)。紫外光的頻率比我們的可見光高，所以攜帶的能量更大。能量越大，撞擊力就越強(qiáng)。當(dāng)然，碰撞產(chǎn)生的光電子也就越多。
在電磁波中，X射線和伽馬射線的頻率比紫外線高，顯然它們的光電效應(yīng)會(huì)更強(qiáng)，前文提到的用放大鏡點(diǎn)燃柴火就屬于光熱效應(yīng)，兩者看似相似，其實(shí)有本質(zhì)區(qū)別。
1905年，愛因斯坦發(fā)表了《關(guān)于光的產(chǎn)生和變換的一種設(shè)想》的論文，提出了光量子假說，不僅成功解釋了光電效應(yīng)，而且打開了量子世界的大門。雖然后來愛因斯坦對量子力學(xué)的完備性產(chǎn)生了質(zhì)疑，但他確實(shí)是這門學(xué)科的先驅(qū)之一。
光電效應(yīng)在我們實(shí)際生活中也有著廣泛的應(yīng)用，利用光電效應(yīng)制成的光控電器，可以用于自動(dòng)計(jì)數(shù)、自動(dòng)報(bào)警等，電視攝像管、光電管、電光度計(jì)乃至農(nóng)業(yè)的害蟲防治都離不開光電效應(yīng)。
愛因斯坦解釋光電效應(yīng)的光量子假說雖然不如相對論，但絕對值得獲得諾貝爾獎(jiǎng)，也是這位偉大的科學(xué)家留給人類的一筆寶貴的財(cái)富。