Pagrindinis skirtumas tarp šviesos banginės ir dalelės prigimties yra tas, kad šviesos banginė prigimtis teigia, kad šviesa gali veikti kaip elektromagnetinė banga, o pagal šviesos dalelių prigimtį šviesa susideda iš dalelių, vadinamų fotonais.
Bangų ir dalelių dvilypumas yra kvantinės mechanikos sąvoka. Jame teigiama, kad visos dalelės ir kvantinės būtybės turi ne tik banginį, bet ir dalelių elgesį. Klasikinės „bangos“ir „dalelių“sąvokos negali visiškai apibūdinti kvantinio masto objektų elgesio; taigi bangos dalelių dvilypumo teorija tam yra labai svarbi.
Kas yra banginė šviesos prigimtis?
Banga yra periodinis svyravimas, kuriuo energija perduodama erdvėje. Banginė šviesos prigimtis teigia, kad šviesa yra elektromagnetinės bangos rūšis. Žmonės gali matyti šią bangą. Pirmoji šviesos banginės prigimties iliustracija buvo naudojant difrakcijos ir trukdžių eksperimentus.
Šviesa sukuriama vienu iš šių dviejų būdų – kaitrinės arba liuminescencinės. Kaitinimas yra šviesos spinduliavimas iš karštos medžiagos, o liuminescencija yra šviesos spinduliavimas, kai sužadinti elektronai krinta į žemės energijos lygį.
01 pav.: Elektromagnetinių bangų iliustracija
Šviesa, kaip ir visos kitos elektromagnetinės bangos, gali sklisti per vakuumą. Be to, jis yra periodiškas, o tai reiškia, kad jis kartojasi reguliariai tiek erdvėje, tiek laike. Panašiai kaip ir kitos bangos, šviesa taip pat turi bangos ilgį (atstumą tarp dviejų bangų), dažnį (bangų, atsirandančių per laiko vienetą, skaičių) ir greitį (apie 3 x 108 m /s).
Kas yra šviesos dalelės prigimtis?
Dalelė yra materijos dalis. Tačiau šviesos dalelių prigimtyje šviesos daleles vadiname fotonais. 1700 m. seras Izaokas Niutonas pareiškė, kad šviesa yra dalelių krūva, nes kai jis naudojo prizmę saulės šviesai padalyti į skirtingas spalvas, sukurtų šešėlių pakraščiai buvo itin ryškūs ir aiškūs.
02 pav.: konceptuali šviesos sklaidos animacija, kai ji keliauja per prizmę
Fotonas yra elementarioji dalelė ir šviesos kvantas. Fotono energiją galime apskaičiuoti pagal lygtį E=hv, kur energija yra E, h yra Planko konstanta, o v yra šviesos greitis. Čia šviesos intensyvumo didinimas reiškia, kad padidinome fotonų, kertančių plotą per laiko vienetą, skaičių. Be to, fotonas neturi masės, bet yra stabili dalelė. Sąveikos metu fotonas gali perduoti savo energiją kitai dalelei.
Kuo skiriasi šviesos bangos ir dalelės?
Bangos ir dalelės dvilypumas yra teorija, kuri apibūdina, kad šviesa turi ir bangų, ir dalelių prigimtį. Pagrindinis skirtumas tarp šviesos bangos ir dalelės prigimties yra tas, kad šviesos banginė prigimtis paaiškina, kad šviesa gali elgtis kaip elektromagnetinė banga, o šviesos dalelių prigimtis paaiškina, kad šviesa susideda iš dalelių, vadinamų fotonais.
Be to, pasak mokslininkų Francesco Maria Grimaldi ir sero Isaaco Newtono, kurie pirmieji pastebėjo šias dvi šviesos prigimtis, Francesco Maria Grimaldi stebėjo šviesos difrakciją ir teigė, kad šviesa turi bangų elgseną, o seras Isaacas Newtonas nustatė, kad prizmei padalijant saulės šviesą į skirtingas spalvas, sukurtų šešėlių pakraščiai buvo itin ryškūs ir aiškūs, todėl jis konstatavo šviesos dalelių prigimtį.
Santrauka – bangos ir dalelės šviesos prigimtis
Bangų ir dalelių dvilypumo teorija yra moderni teorija, teigianti, kad šviesa turi ir bangų, ir dalelių elgseną. Pagrindinis skirtumas tarp šviesos banginės ir dalelės prigimties yra tas, kad šviesos banginė prigimtis apibūdina, kad šviesa gali elgtis kaip elektromagnetinė banga, o šviesos dalelių prigimtis apibūdina, kad šviesa susideda iš dalelių, vadinamų fotonais.
