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L'idée d'une quantification de l'[[énergie (physique)|énergie]] transportée par la lumière a été développée par [[Albert Einstein]] en [[1905 en science|1905]], à partir de l'étude du [[rayonnement du corps noir]] par [[Max Planck]], pour expliquer l'[[effet photoélectrique]] qui ne pouvait pas être compris dans le cadre d’un modèle ondulatoire classique de la lumière, mais aussi par souci de cohérence théorique entre la physique statistique et la physique ondulatoire<ref name="FB1905">[[Françoise Balibar]], ''Einstein 1905, de l'éther aux quanta'', éditions PUF, 1992 {{ISBN|2-13-044298-6}}</ref>. La découverte de l'[[effet Compton]] en 1923, donnant également des propriétés corpusculaires à la lumière, et l’avènement de la [[mécanique quantique]] et de la [[dualité onde-corpuscule]] amènent à considérer ce quantum comme une particule, nommée ''photon'' en 1926.

 

 

Puisque les [[équations de Maxwell]] autorisent n’importe quelle valeur de l’[[énergie électromagnétique]], la plupart des physiciens pensaient initialement que cette quantification de l’énergie échangée était due à des contraintes encore inconnues sur ''la matière'' qui absorbe ou émet la lumière. En 1905, Einstein fut le premier à proposer que la quantification de l’énergie soit une propriété de ''la lumière elle-même''<ref name="FB1905" />. Bien qu’il ne remette pas en cause la validité de la théorie de Maxwell, Einstein montre que la [[loi de Planck]] et l’effet photoélectrique pourraient être expliqués si l’énergie de l’onde électromagnétique était localisée dans des quanta ponctuels qui se déplaçaient indépendamment les uns des autres, même si l’onde elle-même était étendue continuement dans l’espace<ref name="FB1905" />. Dans son article, Einstein prédit que l’énergie des électrons émis lors de l’effet photoélectrique dépend linéairement de la fréquence de l’onde. Cette prédiction forte sera confirmée expérimentalement par [[Robert Andrews Millikan]] en 1916, ce qui lui vaudra – parallèlement à ses expériences sur les gouttes chargées – le prix Nobel de 1923<ref name="Millikan1923">{{Lien web|url=http://nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1923/millikan-lecture.html |titre=Robert A. Millikan’s Nobel Lecture}} du 23 mai 1924.</ref>. L’impulsion du photon a été mise en évidence expérimentalement par [[Arthur Compton]]<ref name="Compton1923">{{article |langue=en|nom1= Compton |prénom= A |lien auteur= Arthur Compton |année= 1923 |titre= [http://www.aip.org/history/gap/Compton/01_Compton.html A Quantum Theory of the Scattering of X-rays by Light Elements] | journal = [[Physical Review]] | volume = 21 | pages = 483–502}}</ref>, ce qui lui valut le prix Nobel de 1927.

 

=== Objections à l’hypothèse des quanta de lumière ===