Жарық табиғаттың бөлігі ме?

Жарық - бұл кlasik физиканың сұрағы, және жауап өзіміздің "мада" деген терминді қалай анықтайтынымызға байланысты болады. Физикада "мада" түрлі бір орынды басқарып, массасы бар нысанды білдіреді. Бірақ, жарық, электромагниттік толқын ретінде, өзінің өзгешеліктері мен маданың салықты түрде анықталған қасиеттерінен өзгеше. Мұнда жарықтың қасиеттері жөніндегі толығырақ талқылау:

Жарықтың толқын-частица екіліктілігі

• Ауыспалылық: Жарық ауыспалылықты көрсетеді және интерференция және дифракцияға қабілетті. Бұл құбылыстар толқын теориясы арқылы түсіндіріледі.

• Максвеллдің электромагниттік теориясы электромагниттік толқындардың бар екендігін болжыды, және жарық электромагниттік толқын ретінде қарастырылған.

• Частицалық қасиет: Фотоэффекттік экспериментте, Эйнштейн жарық кванттары (фотондар) туралы ұғымды ұсынды, жарық энергиясының кванттауын түсіндірді. Фотондар дискретті энергия мен импульс қасиеттерін көрсетеді.

Фотондардың қасиеттері

• Нөлдік денсаулық массасы: Фотондар нөлдік денсаулық массасы бар, бірақ импульс пен энергиясы бар частицалар. Фотондың энергиясы оның дауыстығына пропорционал (E=hν, мұнда h - Планктің тұрақтысы, ν - дауыстық).

• Жылдамдық: Фотондардың вакуумдағы жылдамдығы жарықтың жылдамдығына тең.c, бұл приближенно 299,792,458 метр секунда.

Жарық және маданың өзара әсері

Созылу және шығысу: Мада фотондарды созып, оларды қайта шығаруға қабілетті, және бұл процестер энергияның ауыстыруды қамтиды.

Фотондар мен маданың өзара әсері квант механикасының заңдарына сәйкес болады.

Жарықтың қалыптасуы:  Жарық медиада қалыптасқанда, оның жылдамдығы азайады, рефракция, рефлексия және басқа құбылыстар болуы мүмкін.

Жарық - электромагниттік радиация

• Электромагниттік толқын: Жарық - бұл өту бағытына перпендикуляр болатын осциллирует электр және магниттік полдерден тұратын электромагниттік толқын.

• Толқындың ұзындығы және дауыстығы: Жарықтың толқындығы және дауыстығы оның түсі мен энергиясын анықтайды. Көрінетін жарық - электромагниттік спектрдің бір кіші бөлігі.

Жарық және маданың айырмашылығы

• Орынды басқару: Салықты түрде анықталған мада өзінің орынды басқарып, массасы бар. Халықаралық масштабта фотондар энергия және импульсі бар, бірақ денсаулық массасы жоқ және белгілі бір көлемді басқармайды.

• Масса: Мада массасы бар, ал фотондар денсаулық массасы жоқ. Бірақ, фотондардың энергиясы маданың массасына (мысалы, парынды пайда ету арқылы) айналуы мүмкін.

Жалпылау:

Жарық - бұл салықты түрде анықталған мада және чисто энергия емес. Ол толқын-частица екіліктілігі бар және өзінің өзгеше электромагниттік құбылысы. Фотондар энергияның квантталған бірліктері, бірақ олар адамдардың салықты түрде атауы мүмкін частицалардан (мысалы, электрондар, протондар және т.б.) өзгеше. Сондықтан, физикалық жағдайда, жарық - бұл салықты түрде анықталған мада емес, бірақ ол энергия, импульс және басқа мада мен өзара әсер ету қабілеті бар нақты объект.

Жаңа физикада, жарық фотондардың кванттық өрісінің бөлігі ретінде сипатталады, олар кейде частицалар, кейде толқындар қасиеттерін көрсетеді. Бұл екіліктілік квант механикасының негізгі принциптерін білдіреді.