प्रकाश पदार्थ हो?

प्रकाश धेरै कस्तो हुन्छ भन्नेको एक पारम्परिक भौतिकीको प्रश्न हो, र उत्तर यसलाई "धेरै कस्तो" भन्ने व्याख्याले निर्धारण गर्दछ। भौतिकीमा, "धेरै कस्तो" सामान्यतया एउटा ठाउँ लिने र द्रव्यमान छन् भन्ने इन्टिटीलाई जनाउँछ। हामी यदि धेरै कस्तो भन्ने एक विद्युत चुम्बकीय तरंगको रूपमा विचार गर्दछौं, भने यसलाई अनुप्रास र विवर्तन गर्न सकिन्छ। यी घटनाहरू तरंग सिद्धान्तद्वारा व्याख्या गरिन सकिन्छ। यहाँ प्रकाशको प्रकृति बारेमा विस्तृत चर्चा छ:

प्रकाशको तरंग-अणु द्वित्व

• अनुप्रासिता: प्रकाश अनुप्रासिता प्रदर्शन गर्छ र यसले अनुप्रास र विवर्तन गर्न सक्छ। यी घटनाहरू तरंग सिद्धान्तद्वारा व्याख्या गरिन सकिन्छ।

• मैक्सवेलको विद्युत चुम्बकीय सिद्धान्तले विद्युत चुम्बकीय तरंगहरूको अस्तित्व भविष्यवाणी गरेको थियो, र प्रकाशलाई एक विद्युत चुम्बकीय तरंग मानियो।

• अणुकी विशेषता: फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव प्रयोगमा, आइन्स्टाइनले प्रकाश फोटोन (फोटोन)को अवधारणा प्रस्तुत गर्यो, र प्रकाश ऊर्जाको विक्वान्टिकरण घटनालाई व्याख्या गर्यो। फोटोनहरूले अणुहरूको विशेषताहरू, जस्तै विविध ऊर्जा र गतिशीलता, प्रदर्शन गर्छन्।

फोटोनकी विशेषताहरू

• शून्य स्थिर द्रव्यमान: फोटोनहरू स्थिर द्रव्यमान छैन तर यिहरूको गतिशीलता र ऊर्जा छ। फोटोनको ऊर्जा यसको आवृत्तिको साथ आनुपातिक छ (E=hν, जहाँ h प्लाङ्कको स्थिरांक र ν आवृत्ति हुन्छ)।

• गति: रिक्त अवकाशमा फोटोनको गति प्रकाशको गति हुन्छ। c, लगभग २९९,७९२,४५८ मिटर प्रति सेकेन्ड।

प्रकाश र धेरै कस्तोको अन्तर्क्रिया

अवशोषण र उत्सर्जन: धेरै कस्तो फोटोनहरूलाई अवशोषण गर्न सक्छ र फेरि उत्सर्जन गर्न सक्छ, र यी प्रक्रियाहरू ऊर्जाको हस्तान्तरण लगानात छन्।

फोटोन र धेरै कस्तोको अन्तर्क्रिया क्वान्टम यान्त्रिकीको नियमहरूको अनुसार गरिन्छ।

प्रकाशको प्रसार: जब प्रकाश माध्यममा फैल्दा गर्छ, यसको गति धीएर हुन्छ, र अनुप्रास, प्रतिबिम्ब आदि घटनाहरू हुन सक्छ।

प्रकाश र विद्युत चुम्बकीय विकिरण

• विद्युत चुम्बकीय तरंग: प्रकाश एक विद्युत चुम्बकीय तरंग हो जसमा एक दिशामा दोहोरियो विद्युत र चुम्बकीय क्षेत्रहरू एक दिगम्बर छन्।

• तरंगदैर्ध्य र आवृत्ति: प्रकाशको तरंगदैर्ध्य र आवृत्ति यसको रंग र ऊर्जा निर्धारण गर्छ। दृश्य प्रकाश विद्युत चुम्बकीय स्पेक्ट्रमको एक छोटो भाग मात्र हुन्छ।

प्रकाश र धेरै कस्तोको फरक

• ठाउँ लिने: पारम्परिक धेरै कस्तो एक ठाउँ लिन्छ र द्रव्यमान छ। यद्यपि फोटोनहरू ऊर्जा र गतिशीलता छन्, तर यिहरूको शून्य द्रव्यमान छैन र यिहरू एक निश्चित आयतन लिन्छन्।

• द्रव्यमान: धेरै कस्तो द्रव्यमान छ, तर फोटोनहरूको शून्य द्रव्यमान छैन। तर, फोटोनको ऊर्जा धेरै कस्तोको द्रव्यमानमा (जस्तै अणु युग्म उत्पन्न गर्दै) रूपान्तरित गरिन सक्छ।

निष्कर्ष

प्रकाश पारम्परिक अर्थमा धेरै कस्तो छैन वा शुद्ध ऊर्जा छैन। यसको तरंग-अणु द्वित्व छ र यो विशेष विद्युत चुम्बकीय घटना हो। यद्यपि फोटोनहरू ऊर्जाको विक्वान्टिक इकाइहरू हुन्छन्, तर यिहरू जस्तै आमतौरले धेरै कस्तो अणुहरू (जस्तै इलेक्ट्रॉन, प्रोटोन आदि) भिन्न छन्। त्यसैले, भौतिक दृष्टिकोणबाट, प्रकाश पारम्परिक अर्थमा धेरै कस्तो छैन, तर यो ऊर्जा, गतिशीलता र अन्य धेरै कस्तोको साथ अन्तर्क्रिया गर्न सक्ने वास्तविक अस्तित्व हो।

आधुनिक भौतिकीमा, प्रकाशलाई फोटोनको क्वान्टम क्षेत्रको एक भाग रूपमा वर्णन गरिन्छ जुन केही स्थितिहरूमा अणुहरू जस्तै व्यवहार गर्छ र अन्य स्थितिहरूमा तरंग जस्तै व्यवहार गर्छ। यो द्वित्व क्वान्टम यान्त्रिकीको मौलिक सिद्धान्तहरूलाई प्रतिबिम्बित गर्छ।