არის თუ არა ნათელი მატერია?

რომელიც სინათლე უბრალოდ ფიზიკაში არის კლასიკური კითხვა და პასუხი დამოკიდებულია იმაზე, როგორ განვსაზღვრავთ "სინათლე" ტერმინს. ფიზიკაში, "სინათლე" ჩვეულებრივ არის ის ენტიტეტი, რომელიც დაკავებს კონკრეტულ სივრცეს და აქვს მასა. თუმცა, სინათლე, როგორც ელექტრომაგნიტური ტალღა, აქვს ზოგიერთი უნიკალური თვისება, რომლებიც განსხვავებს მას ტრადიციული სინათლისგან. აქ არის დეტალური დისკუსია სინათლის ბუნების შესახებ:

სინათლის ტალღა-ნაწილაკის დუალიზმი

• ვოლატილურობა: სინათლე გამოიხატავს ვოლატილურობას და შეიძლება იყოს ინტერფერენცია და დიფრაქცია. ეს ფენომენები შეიძლება განმარტოს ტალღის თეორიით.

• მაქსველის ელექტრომაგნიტური თეორია პროგნოზირებდა ელექტრომაგნიტური ტალღების არსებობას და სინათლე იყო ელექტრომაგნიტური ტალღა.

• ნაწილაკის თვისება: ფოტოელექტროეფექტის ექსპერიმენტში ეინშტეინმა შემოიტანა სინათლის კვანტის (ფოტონი) კონცეფცია, რომელიც ახსნის სინათლის ენერგიის კვანტურობას. ფოტონები გამოიხატავენ ნაწილაკების თვისებებს, როგორიცაა დისკრეტული ენერგია და იმპულსი.

ფოტონების თვისებები

• ნულოვანი საწყისი მასა: ფოტონები არიან ნაწილაკები, რომლებსაც არ აქვთ საწყისი მასა, მაგრამ აქვთ იმპულსი და ენერგია. ფოტონის ენერგია არის პროპორციული მის სიხშირეს (E=hν, სადაც h არის პლანკის მუდმივა და ν არის სიხშირე).

• სიჩქარე: ფოტონების სიჩქარე ვაკუუმში არის სინათლის სიჩქარე c, დაახლოებით 299,792,458 მეტრი წამში.

სინათლის და სინათლის ურთიერთქმედება

აბსორბირება და გამოსხივება: სინათლე შეიძლება აბსორბიროს ფოტონები და დაუბრუნდეს ისინი, და ეს პროცესები შეიძლება შეიცავდეს ენერგიის გადაცემას.

ფოტონების და სინათლის ურთიერთქმედება მიჰყვება კვანტური მექანიკის კანონებს.

სინათლის გავრცელება: როდესაც სინათლე გავრცელდება საშუალებაში, მისი სიჩქარე შეეცილდება და შეიძლება მოხდეს რეფრაქცია, რეფლექსია და სხვა ფენომენები.

სინათლე როგორც ელექტრომაგნიტური რადიაცია

• ელექტრომაგნიტური ტალღა: სინათლე არის ელექტრომაგნიტური ტალღა, რომელიც შედგება დარტყმის ელექტრული და მაგნიტური ველებისგან, რომლებიც პერპენდიკულარულია ერთმანეთს გავრცელების მიმართულებით.

• სიგრძე და სიხშირე: სინათლის სიგრძე და სიხშირე განსაზღვრავს მის ფერს და ენერგიას. ხედის სინათლე არის მხოლოდ ელექტრომაგნიტური სპექტრის მცირე ნაწილი.

სინათლე და სინათლე განსხვავებები

• სივრცის დაკავება: ტრადიციული სინათლე დაკავებს კონკრეტულ სივრცეს და აქვს მასა. თუმცა, ფოტონებს აქვთ ენერგია და იმპულსი, მათ არ აქვთ საწყისი მასა და არ დაკავებენ ფიქსირებულ მოცულობას.

• მასა: სინათლე აქვს მასა, ხოლო ფოტონებს არ აქვთ საწყისი მასა. თუმცა, ფოტონების ენერგია შეიძლება გადაიყვანოს სინათლის მასაში (როგორიცაა ნაწილაკების წყარობა).

დასკვნა:

სინათლე არ არის ტრადიციული სინათლე და არც უბრალო ენერგია. ის აქვს ტალღა-ნაწილაკის დუალიზმს და არის სპეციალური ელექტრომაგნიტური ფენომენი. თუმცა, ფოტონები არიან ენერგიის კვანტური ერთეულები, ისინი განსხვავდებიან იმ ნაწილაკებისგან, რომლებსაც ჩვენ ჩვეულებრივ ვუწოდებთ სინათლის ნაწილაკებს (როგორიცაა ელექტრონები, პროტონები და ა.შ.). ამიტომ, ფიზიკური მხრიდან, სინათლე არ არის ტრადიციული სინათლე, მაგრამ არის რეალური არსებობა ენერგიით, იმპულსით და ურთიერთქმედების შესაძლებლობით სხვა სინათლეთან.

თანამედროვე ფიზიკაში, სინათლე აღწერილია როგორც ფოტონების კვანტური ველის ნაწილი, რომელიც ზოგიერთ შემთხვევაში იქცევა როგორც ნაწილაკები და სხვა შემთხვევებში როგორც ტალღები. ეს დუალიზმი არასამართლებს კვანტური მექანიკის ფუნდამენტურ პრინციპებს.