Корпускулярно-хвильовий дуалізм

У 17 столітті з`явилися дві теорії (хвильова і корпускулярна) про те, що таке світло. Згідно з першою, світло являє собою електромагнітну хвилю. Це було підтверджено системою рівнянь Максвелла, складеної в 19 столітті. Вона дуже добре описувала електричні і магнітні поля. До сих пір ніхто не зміг довести, що теорія Максвелла невірна.

У 20 столітті було виявлено окремі явища, що йдуть врозріз з хвильовими уявленнями в світлі. У їх число входить фотоефект - вибивання електронів з речовини падаючим світлом. Згідно хвильової теорії, це явище має мати значну затримку: світлова хвиля повинна передати значну кількість енергії електрону, щоб він вилетів з речовини. Однак досліди показали, що затримка практично відсутня. Була створена нова теорія, яка стверджує, що світло - це потік частинок (корпускул). Таким чином був показаний корпускулярно-хвильовий дуалізм світла.

Хвильові властивості світла

До явищ, що підтверджує, що світло - електромагнітна хвиля, відноситься інтерференція, дифракція та інші. Вони часто використовуються в різних наукових дослідженнях.

Інтерференція - це накладення двох хвиль, що приводить до збільшення або зменшення інтенсивності випромінювання. В результаті виходить інтерференційна картина: чергування максимумів і мінімумів, причому максимуми мають інтенсивністю випромінювання, в 4 рази перевищує інтенсивність джерела. Для спостереження інтерференції необхідно, щоб джерела були когерентними (тобто володіли однаковою частотою випромінювання і постійною різницею фаз).

Корпускулярні властивості світла

Світло проявляє свої корпускулярні властивості при фотоефекті. Це явище було відкрито німецьким фізиком Г. Герцем і експериментально досліджено російським вченим А.Г. Столєтова. Він отримав деякі цікаві дані. Максимальна кінетична енергія вилетіли електронів залежить тільки від частоти падаючого випромінювання. Це суперечить уявленням класичної фізики.

Відео: Що таке світло і темрява? Будова всесвіту.

Для кожної речовини існує червона межа фотоефекту - мінімальна частота, при якій цієї явище ще спостерігається. Таким чином, фотоефект може мати місце навіть при падаючому випромінюванні низької енергії (головне, щоб частота була придатною). Цікавим відкриттям стало і те, що кількість електронів, що вилетіли з поверхні речовини в одиницю часу, залежить тільки від інтенсивність випромінювання (пряма залежність).