Natura duala a luminii

Pentru prima dată problema dualitatea undă-particulă sa manifestat în studiul naturii luminii. În secolul al XVII-lea, Isaak Nyuton a sugerat, având în vedere fluxul de lumina de corpusculi mici. Acest lucru face mai ușor pentru a explica o serie de proprietăți cele mai caracteristice ale luminii - de exemplu, rectitudinea razelor de lumină și legea de reflecție. în care unghiul de reflexie este egal cu unghiul de incidență a luminii. În general, toate opticii geometrice este perfect în concordanță cu teoria corpusculară a luminii. Dar fenomenele de interferență și difracție a luminii nu această teorie nu se potrivea. Explicați oamenii de știință lor a reușit doar în secolul al XIX-lea fondatorii teoriei undă a luminii. O teorie elektromagnitnogopolya și ecuațiile lui Maxwell celebre, s-ar părea, toate pus capăt acestei probleme. Sa dovedit că lumina - este doar un caz special al undelor electromagnetice, adică, propagarea câmpului electromagnetic în spațiu. Mai mult decât atât, optica val pentru a explica nu numai fenomenele care nu sunt explicate de o teorie corpusculara, dar, în general toate cunoscute pentru efectele de iluminare din secolul XIX. Iar legile opticii geometrice a fost, de asemenea, posibil să se dovedească în cadrul opticii val.

Cu toate acestea, la începutul secolului XX, din nou, a reînviat teoria corpusculară a luminii, așa cum fenomenele au fost descoperite, care nu a putut fi explicat prin teoria ondulatorie. Aceasta - presiunea luminii, efectul fotoelectric, efectul Compton și legile radiației termice. În cadrul teoriei corpusculare a acestor fenomene sunt bine explicate și corpusculii (particule) de lumină, chiar are un nume special. Maks Plank numit cuante de lumină (în limba rusă - porțiuni), iar Albert Einstein - fotoni. Atât numele blocat și utilizate până în prezent.

Ca urmare, a existat o situație uimitoare - coexistența a două teorii științifice majore, fiecare dintre acestea fiind explicate unele proprietăți ale luminii, dar ea nu a putut explica altora. Împreună, aceste două teorii sunt complet complementare între ele. Numai că am considerat o serie de fenomene în care lumina se comportă ca un flux de particule. Dar fenomenul de interferență și difracție pot fi explicate numai din poziția teoria ondulatorie. Ce este lumina? B. Bragg a scris, „nu trebuie să ia în considerare lumina este format din corpusculi de luni, marți și miercuri, când se efectuează experimente cu efectul fotoelectric și efectul Compton, și-l imagina în valuri, joi, vineri și sâmbătă, când lucrăm cu fenomenele de difracție și interferență? „din această situație a fost găsit următoarea. În primul rând, radiații electromagnetice, și ea un fel de lumină - acesta este un obiect mai complex în lumea noastră decât val sau corpuscul. În al doilea rând, avem nevoie de teorie sintetezirovannaya, combina și a valurilor și teoria corpusculară. A fost creat și se numește fizica cuantică.

Este foarte important ca fizica cuantică nu respinge nici o teorie corpusculară sau val. Fiecare dintre ele are avantajele sale și propriul său aparat matematic, destul de bine dezvoltat.

Lumina - unitate dialectica proprietăți opuse: ea are în același timp proprietățile de fotoni de unde electromagnetice continue și discrete.

Odată cu scăderea lungimii de undă a manifestat tot mai clar proprietăți corpusculare. Proprietățile undelor sunt slabe de radiație cu lungime de undă scurtă (de exemplu, raze X). Dimpotrivă, în lung unda (infrarosu) proprietăți radiatii cuantice sunt slabe.

Relația dintre proprietățile particulelor și unda de lumină are o simplă interpretare a abordării statistice la propagarea luminii.

Interacțiunea fotonilor cu materia (de exemplu, atunci când lumina trece prin difracție) conduce la o redistribuire a fotonilor în spațiu și apariția modelului de difracție de pe ecran. Este evident că iluminarea în puncte diferite ale ecranului este direct proporțională cu probabilitatea ca fotonul în punctul ecranului. Dar, pe de altă parte, de la conceptele val se poate observa că intensitatea iluminării este proporțională svetaJ, și asta. la rândul său. proporțională cu pătratul amplitudyA 2. De aici concluzia: amplitudinea de undă a luminii la pătrat, în orice punct este o măsură a probabilității de fotoni care intră în acest punct.

Ipoteza de presiune Lumina de Broglie