روشنی مادہ ہے؟

روشنی کے بارے میں سوال کہ وہ مادہ ہے یا نہیں، ایک کلاسیکل طبیعیات کا سوال ہے، اور جواب اس پر منحصر ہے کہ ہم "مادہ" کو کیسے تعریف کرتے ہیں۔ طبیعیات میں، "مادہ" عام طور پر ایک ایسی موجودگی کو ظاہر کرتا ہے جس کو کچھ خلائی رقبہ حاصل ہوتا ہے اور جس کا وزن ہوتا ہے۔ تاہم، روشنی، جو ایک الیکٹرومیگنیٹک لہر ہے، کے کچھ ناممکن خصوصیات ہیں جو اسے روایتی معنوں میں مادہ سے مختلف بناتے ہیں۔ یہاں روشنی کی ماهیت کے بارے میں مفصل بحث ہے:

روشنی کی لہر-ذرات کی دوپہلوئیت

• غیر استقامت: روشنی غیر استقامت کا مظہر دکھاتی ہے اور انٹرفیئرنس اور دیفریکشن کے قابل ہوتی ہے۔ ان مظاہر کو لہر کی نظریہ کے ذریعے سمجھا جا سکتا ہے۔

• میکسول کی الیکٹرومیگنیٹک نظریہ نے الیکٹرومیگنیٹک لہروں کے وجود کا اندازہ لگایا، اور روشنی کو ایک الیکٹرومیگنیٹک لہر کے طور پر سمجھا گیا۔

• ذرات کی خصوصیات: فوٹوایلیکٹرک اثر کے تجربے میں، آئینشتائن نے روشنی کے کوانٹم (فوٹون) کے مفہوم کو پیش کیا، جس سے روشنی کی توانائی کے کوانٹائزیشن کا مظہر سمجھایا گیا۔ فوٹونز کو ذرات کی خصوصیات ہوتی ہیں، جیسے ڈسکریٹ توانائی اور مومنتم۔

فوٹونز کی خصوصیات

• صفر آرامی وزن: فوٹونز صرف ذرات ہیں جن کا آرامی وزن نہیں ہوتا، تاہم ان کا مومنتم اور توانائی ہوتا ہے۔ فوٹون کی توانائی اس کی تعدد کے تناسب میں ہوتی ہے (E=hν، جہاں h پلانک کی دائم اور ν تعدد ہے)۔

• سرعت: فوٹونز کی خالی جگہ میں سرعت روشنی کی سرعت ہوتی ہے۔c، تقریباً 299,792,458 میٹر فی سیکنڈ۔

روشنی اور مادہ کا تفاعل

مصوبہ اور اخراج: مادہ فوٹونز کو مصوبہ کر سکتا ہے اور پھر اخراج کر سکتا ہے، اور ان عملوں میں توانائی کا منتقل ہوتا ہے۔

فوٹونز اور مادہ کے درمیان تفاعل کوانٹم میکانکس کے قوانین کے تحت ہوتا ہے۔

روشنی کا انتشار: جب روشنی میڈیم میں پھیلتی ہے تو اس کی سرعت کم ہو جاتی ہے، اور انحنا، بازتاب اور دیگر مظاہر ہو سکتے ہیں۔

روشنی کی طور پر الیکٹرومیگنیٹک شعاعیں

• الیکٹرومیگنیٹک لہر: روشنی ایک الیکٹرومیگنیٹک لہر ہے جو اپنی انتشار کی سمت میں آپس میں عمودی ہونے والی اسٹیک اور میگنیٹک میدانوں سے ملکڑی ہوتی ہے۔

• ویط اور تعدد: روشنی کی توعط اور تعدد اس کے رنگ اور توانائی کو تعین کرتے ہیں۔ واضح روشنی صرف الیکٹرومیگنیٹک سپیکٹرم کا ایک چھوٹا حصہ ہے۔

روشنی اور مادہ کے درمیان فرق

• خلائی رقبہ: روایتی معنوں میں مادہ کو کچھ خلائی رقبہ حاصل ہوتا ہے اور اس کا وزن ہوتا ہے۔ تاہم، فوٹونز کو توانائی اور مومنتم ہوتا ہے، تاہم ان کا آرامی وزن نہیں ہوتا اور وہ کسی مخصوص حجم کو غیر مستحکم نہیں کرتے ہیں۔

• وزن: مادہ کا وزن ہوتا ہے، تاہم فوٹونز کا آرامی وزن نہیں ہوتا۔ تاہم، فوٹونز کی توانائی کو مادہ کے وزن میں تبدیل کیا جا سکتا ہے (جیسے ذرات کے جوڑے کی تولید کے ذریعے)۔

نیتیجا

روشنی نہ تو روایتی معنوں میں مادہ ہے اور نہ ہی خالص توانائی۔ اس کی لہر-ذرات کی دوپہلوئیت ہے اور یہ ایک خاص الیکٹرومیگنیٹک مظہر ہے۔ تاہم فوٹونز توانائی کے کوانٹائزڈ یونٹ ہیں، وہ عام طور پر مادہ کے ذرات (جیسے الیکٹران، پروٹون وغیرہ) سے مختلف ہیں۔ اس لیے، طبیعیاتی نقطہ نظر سے، روشنی روایتی معنوں میں مادہ نہیں ہے، تاہم یہ ایک حقیقی موجودگی ہے جس کی توانائی، مومنتم اور دیگر مادہ کے ساتھ تفاعل کرنے کی صلاحیت ہے۔

معاصر طبیعیات میں، روشنی کو فوٹونز کے کوانٹم میدان کا حصہ کہا جاتا ہے جو کچھ موارد میں ذرات کی طرح اور کچھ موارد میں لہر کی طرح کام کرتا ہے۔ یہ دوپہلوئیت کوانٹم میکانکس کے بنیادی اصولوں کو ظاہر کرتی ہے۔