Der deutsch-amerikanische Physiker Albert Einstein (1879-1955) liefert eine quantentheoretische Erklärung für den Photoeffekt. Dabei lösen sich Elektronen von einer Metalloberfläche, wenn auf diese Licht fällt. Einsteins Erklärung: Das Licht besteht aus Paketen, den Photonen, diese übertragen Energie an die Elektronen, so dass sich diese lösen können.

Im Jahr 1921 erhält Einstein den Physik-Nobelpreis "für seine Verdienste um die theoretische Physik und insbesondere für seine Entdeckung des Gesetzes für den photo-elektrischen Effekt."

Siehe auch: Einstein, Nobelpreis, Photoeffekt, Quantentheorie

Der deutsch-amerikanische Physiker Albert Einstein (1879-1955) entwickelt die Spezielle Relativitätstheorie. Darin findet es sich mit der Tatsache ab, dass die Geschwindigkeit des Lichts unabhängig von der Geschwindigkeit der Lichtquelle ist. Daraus folgen die Verwebung von Raum und Zeit und die Umwandlungsmöglichkeit von Masse und Energie.

In Teilchenbeschleunigern wandeln sich Masse und Energie ständig um, auch müssen hier die Gesetze der Relativitätstheorie bedacht werden, die erst richtig bei Geschwindigkeiten in der Nähe der des Lichts zu tragen kommen.

Siehe auch: Albert Einstein, Spezielle Relativitätstheorie

Der amerikanische Physiker Robert Andrews Millikan (1868-1953) entdeckt, dass die elektrische Ladung von Öltröpfchen immer nur ein Vielfaches der Ladung des Elektrons ist. Seitdem geht man davon aus, dass elektrische Ladung nur in ganzen Vielfachen der Elektronenladung vorkommt.

Quarks bilden hier eine Ausnahme: Bei ihnen gibt es auch Drittelladung. Aber bisher ist es nicht gelungen, ein einzelnes Quark samt krummer Ladung nachzuweisen. Quarks kommen immer in Gruppen ganzzahliger Elementarladungen vor.

Millikan erhält 1923 den Physik-Nobelpreis "für seine Arbeiten zur elektrischen Elementarladung und zum photoelektrischen Effekt."

Siehe auch: Elektrische Ladung, Elektron, Nobelpreis, Quark

Ein Forscherteam um den Briten Lord Ernest Rutherford (1871-1937) streut Alphateilchen (zwei Neutronen plus zwei Protonen) an einer Goldfolie. Die Resultate lassen Rutherford auf die Existenz kleiner, dichter und positiv geladener Kerne im Inneren der Atome schließen.

Siehe auch: Atom, Atomkern, Neutron, Proton, Rutherford

Der Däne Niels Bohr (1885-1962) nutzt die bisher gewonnenen Ergebnisse der Quantentheorie, um ein neues Atommodell aufzustellen. Dieses Modell kann einige Eigenschaften von Atomen verblüffend elegant erklären, es bricht aber mit Vorstellungen der klassischen Physik. Bohrs Atommodell ist ein wichtiger Schritt hin zum endgültigen quantenmechanischen Modell, das im folgenden Jahrzehnt aufgestellt wird.

Im Jahr 1922 erhält Niels Bohr den Physik-Nobelpreis "für seine Verdienste bei der Erforschung der Struktur der Atome und der von ihnen ausgehenden Strahlung."

Siehe auch: Atome, Bohr, Nobelpreis, Quantentheorie

Der Brite Lord Ernest Rutherford (1871-1937) nennt den Kern des Wasserstoffs "Proton".

Siehe auch: Proton, Rutherford

Der österreichisch-amerikanische Physiker Wolfgang Pauli (1900-1958) formuliert die Vermutung, dass sich Elektronen in einem Atom nicht im selben Zustand befinden dürfen. Daher sind sie alle fein säuberlich auf Schalen übereinander angeordnet. Paulis Verbot gilt auch außerhalb des Atoms für alle Teilchen mit einem halbzahligen Spin.

1945 erhält Pauli den Physik-Nobelpreis "für die Entdeckung des Ausschlussprinzips, auch Pauli-Prinzip genannt."

Siehe auch: Nobelpreis, Pauli, Pauli-Verbot, Quantentheorie, Spin

Der amerikanische Chemiker Gilbert Newton Lewis (1875-1946) schlägt den Namen "Photon" für das Teilchen des Lichts vor.

Siehe auch: Photon

Der deutsche Physiker Werner Heisenberg (1901-1976) stellt die Unschärferelation auf, nach der es unmöglich ist, sowohl Position wie auch Impuls eines Teilchens beliebig genau zu bestimmen. Dasselbe gilt für Energie und Zeit.

Siehe auch: Heisenberg, Impuls, Unschärferelation

Paul Dirac (1902-1984) kombiniert für die Beschreibung des Elektrons Spezielle Relativitätstheorie und Quantentheorie. Das macht die Beschreibung des Elektrons zwar komplizierter, aber auch richtiger. Auch folgt daraus, dass es ein Antiteilchen zum Elektron geben müsse, ein positives Elektron. Dirac glaubt zunächst, dass es das Proton sei, aber schon bald wird dieser Irrtum berichtigt. Es ist das Positron.

Siehe auch: Antimaterie, Dirac, Elektron, Positron, Quantentheorie, Relativitätstheorie