Was ist der Beweis dafür, dass sich Licht wie ein Teilchen verhält?
Der Photoeffekt
zeigt, dass sich Licht nicht nur wie eine klassische Welle verhält. Einstein erhielt für seine Theorie zum Photoeffekt seinen Nobelpreis. Seine Relativitätstheorie war damals noch dermassen umstritten, dass man ihm sogar verbot diese in seiner Dankesrede zu erwähnen — er hielt sich natürlich nicht daran.
Elektronen in Materie lassen sich durch Licht anregen. Diese Anregung kann zum Beispiel zur Erzeugung einer Spannung dienen, wie in der Photovoltaik. Wie viele Elektronen angeregt werden bestimmt, welcher Strom fliessen kann. Je intensiver das Licht, desto grösser ist der Strom. Soweit lässt sich das prima erklären mit der klassischen Wellentheorie. Doch wenn die Frequenz des Lichtes reduziert wird, dann wird ab einem bestimmten Punkt plötzlich gar keine Spannung mehr erzeugt, unabhängig von der Intensität des Lichtes. Das lässt sich mit der klassischen Wellentheorie nicht erklären.
Einstein fand eine Erklärung, in dem er dem Licht eine Teilchen Eigenschaft zuordnete: wenn das Licht aus einzelnen Lichtquanten, Photonen genannt, besteht, dann ist die Energie eines einzelnen Photons abhängig von der Frequenz des Lichtes. Nur ein einzelnes Photon kann mit einem einzelnen Elektron wechselwirken, um es anzuregen. So lässt sich erklären, dass unabhängig von der Intensität nur Licht unterhalb einer gewissen Frequenz eine Spannung erzeugt: denn nur dann haben die einzelnen Photonen ausreichend Energie für die Anregung.
Doch niemand behauptet, dass Licht ein Teilchen ist. Es hat lediglich gewisse Eigenschaften, die sich nicht erklären lassen wenn man es nur als Welle beschreibt, die sich aber erklären lassen, wenn man dem Licht auch Eigenschaften von Teilchen zuschreibt. Licht ist weder Welle noch Teilchen, aber es hat Eigenschaften, die sich als Welle und andere Eigenschaften, die sich als Teilchen beschreiben lassen. Das war damals fast genauso revolutionär wie die Relativitätstheorie. Einstein hat damit auch zur Entstehung der Quantentheorie beigetragen. Sein halbes Leben hat er versucht, eine Alternative Erklärung für die Quantentheorie zu finden: er hasste sie. Aber da ist er gescheitert.