Gjennom historien har menneskeheten tenkt på naturen til et slikt fenomen som lys. Fra eldgamle tider til i dag har ideer om det endret seg og forbedret. De mest populære hypotesene hadde en tendens til å være at lys er en partikkel eller en bølge. Grenen av moderne vitenskap som studerer lysets natur og oppførsel kalles optikk.
Historie om utviklingen av ideer om lys
I følge ideene til eldgamle greske filosofer, som Aristoteles, er lys strålene som kommer fra det menneskelige øyet. Gjennom eteren, en gjennomsiktig substans som fyller rommet, spres disse strålene, slik at en person kan se objekter.
En annen filosof, Platon, foreslo at solen er kilden til lys på jorden.
Filosofen og matematikeren Pythagoras mente at bittesmå partikler flyr ut av objekter. Når de kommer inn i det menneskelige øyet, gir de oss en idé om hvordan disse gjenstandene ser ut.
Til tross for den tilsynelatende naiviteten, la disse hypotesene grunnlaget for videre utvikling av tanken.
Så, på 1600-tallet, den tyske vitenskapsmannen Johannes Kepleruttrykte en teori nær ideene til Platon og Pythagoras. Etter hans mening er lys en partikkel, eller mer presist, en strøm av partikler som forplanter seg fra en eller annen kilde.
Newtons Corpuscular Hypothesis
Vitenskapsmannen Isaac Newton la frem en teori som kombinerte til en viss grad motstridende ideer om dette fenomenet.
I følge Newtons hypotese er lys en partikkel hvis bevegelseshastighet er veldig høy. Korpuskler forplanter seg i et homogent medium, beveger seg jevnt og rettlinjet fra lyskilden. Hvis strømmen av disse partiklene kommer inn i øyet, observerer personen kilden.
I følge forskeren var blodlegemene av forskjellige størrelser, noe som ga inntrykk av forskjellige farger. For eksempel bidrar store partikler til at en person ser rødt. Han argumenterte for fenomenet refleksjon av en lysstrøm ved tilbakeslag av partikler fra en solid barriere.
Vitenskapsmannen forklarte den hvite fargen med en kombinasjon av alle fargene i spekteret. Denne konklusjonen er grunnlaget for hans spredningsteori, et fenomen han oppdaget i 1666.
Newtons hypoteser fikk stor aksept blant hans samtidige, og forklarte mange optiske fenomener.
Huygens' bølgeteori
En annen forsker fra samme tid, Christian Huygens, var ikke enig i at lys er en partikkel. Han la frem bølgehypotesen om lysets natur.
Huygens mente at alt rommet mellom objekter og i selve objektene er fylt med eter, og lysstråling er pulser, bølger som forplanter seg i denne eteren. Hver del av eteren, som når lysetbølge blir en kilde til såk alte sekundære bølger. Eksperimenter på interferens og diffraksjon av lys bekreftet muligheten for en bølgeforklaring av lysets natur.
Huygens' teori fikk ikke mye anerkjennelse på sin tid, da de fleste forskere hadde en tendens til å betrakte lys som en partikkel. Imidlertid ble den senere adoptert og foredlet av mange forskere, som Jung og Fresnel.
Videreutvikling av visninger
Spørsmålet om hva lys er i fysikk fortsatte å oppta hodet til forskerne. På 1800-tallet utviklet James Clerk Maxwell teorien om at lysstråling er høyfrekvente elektromagnetiske bølger. Ideene hans var basert på det faktum at lysets hastighet i et vakuum er lik hastigheten til elektromagnetiske bølger.
I 1900 introduserte Max Planck begrepet "kvante" i vitenskapen, som oversettes som "porsjon", "liten mengde". I følge Planck skjer ikke strålingen av elektromagnetiske bølger kontinuerlig, men i porsjoner, i kvanter.
Disse ideene ble utviklet av Albert Einstein. Han foreslo at lys ikke bare sendes ut, men også absorberes og forplantes av partikler. For å betegne dem brukte han ordet "fotoner" (begrepet ble først foreslått av Gilbert Lewis).
Partikkelbølgedualitet
Moderne forklaring av lysets natur ligger i begrepet bølge-partikkel-dualitet. Essensen av dette fenomenet er at materie kan vise egenskapene til både bølger og partikler. Lys er et eksempel på slik materie. Studiene av forskere som har kommet til tilsynelatende motsatte meninger er bekreftelse på lysets doble natur. Lys er både en partikkel og en bølge på samme tid. Graden av manifestasjon av hver av disse egenskapene avhenger av de spesifikke fysiske forholdene. I visse tilfeller viser lys egenskapene til en elektromagnetisk bølge, noe som bekrefter bølgeteorien om dens opprinnelse, i andre tilfeller er lys en strøm av blodlegemer (fotoner). Dette gir grunnlag for å si at lys er en partikkel.
Lys ble den første materien i fysikkens historie, som anerkjente tilstedeværelsen av korpuskulær-bølge-dualisme. Senere ble denne egenskapen oppdaget i en rekke andre saker, for eksempel observeres bølgeadferd i molekyler og nukleoner.
Opsummert kan vi si at lys er et unikt fenomen, historien om utviklingen av ideer om som har mer enn to tusen år. I følge den moderne forståelsen av dette fenomenet har lys en dobbel natur, som viser egenskapene til både bølger og partikler.
