Двойното естеството на светлина

За първи път на проблема с двойственост вълна-частица се проявява в изследването на природата на светлината. В XVII век, Isaak Nyuton предложи разглеждането на светлина поток от малки телца. Това го прави лесно да се обясни на редица от най-характерните свойства на светлина - например, праволинейност на светлинните лъчи, а правото на размисъл. при което ъгълът на отражение е равен на ъгъла на падане на светлината. Като цяло, всички геометричната оптика е напълно в съответствие с еритроцитите теория на светлината. Но явленията интерференция и дифракция на светлината се тази теория не съответстват на модела. Обяснете им учени успяха само в основателите на вълновата теория на светлината на XIX век. Една теория elektromagnitnogopolya и известни уравненията на Максуел, тя ще изглежда, всички се сложи край на този проблем. Оказа се, че светлината - това е просто частен случай на електромагнитни вълни, което означава, че разпространението на електромагнитното поле в пространството. Освен това, оптика вълна, за да обясни не само явленията, които не са обяснени от еритроцитите теория, но като цяло всичко е известно, светлинни ефекти на XIX век. И законите на геометричната оптика също е възможно да се докаже в рамките на оптика вълна.

Въпреки това, в самото начало на XX век, отново съживи еритроцитите теория на светлината, като явления са открили, че не може да се обясни с вълновата теория. Това - на натиска на светлината, фотоелектричния ефект, Комптън ефект и законите на топлинното излъчване. В рамките на еритроцитите теорията за тези явления са добре обяснени и кръвни телца (частици) на светлината дори получиха специално име. Макс Планк нарича кванти на светлината (на Руски - порции) и Алберт Айнщайн - фотони. Както името остана и използвани до сега.

В резултат на това имаше едно положение - съвместното съществуване на две основни научни теории, всяка от които е обяснено някои свойства на светлината, но тя не може да обясни на другите. Заедно тези две теории са напълно комплементарни една на друга. Само че ние разгледахме редица явления, където светлината се държи като поток от частици. Но явлението интерференция и дифракция може да се обясни само от позицията на вълновата теория. Какво е светлина? Б. Браг пише: "ние трябва да се помисли светлината се състои от кръвни телца в понеделник, вторник и сряда, при провеждане на експерименти с фотоелектричния ефект и ефекта на Комптън, и да си го представя на вълни в четвъртък, петък и събота, когато ние работим с явленията дифракция и интерференция? "изход от тази ситуация е намерен в непосредствена близост. На първо място, електромагнитно излъчване, и то вид светлина - това е по-сложен обект в нашия свят от вълна или телце. На второ място, ние трябва sintetezirovannaya теория, комбайни и вълна и еритроцитите теория. Тя е създадена и се нарича квантова физика.

Това е много важно, че квантовата физика не отхвърли всяка еритроцитите или вълна теория. Всеки един от тях има своите предимства и себе си, доста добре развити математически апарат.

Светлината - диалектика единство противоположни свойства: тя има едновременно свойствата на непрекъснати и дискретни електромагнитни вълни фотони.

С намаляване на дължината на вълната проявява все по-ясно корпускулярни свойства. Свойствата на вълната са слаби къса дължина на вълната радиация (например рентгенови лъчи). Напротив, в дългосрочен вълна (инфрачервени) радиация квантовата свойства са слаби.

Връзката между свойствата на частиците и на вълната на светлина има прост тълкуване на статистически подход към светлина размножаване.

Взаимодействието на фотони с значение (например, когато светлината преминава през дифракционната решетка) води до преразпределение на фотоните в пространството и появата на модела на дифракция на екрана. Очевидно е, че осветяването на различни етапи от екрана е пряко пропорционално на вероятността, че фотонът в точката на екрана. Но, от друга страна, от концепциите на вълните може да се види, че интензитетът на осветяване е пропорционална svetaJ и това. от своя страна. пропорционална на квадрата amplitudyA 2. Оттук и изводът: светлина амплитудата на вълната на квадрат във всеки един момент е мярка за вероятността от фотони, които влизат в този момент.

Светлината хипотеза налягане де Broglie