De-a lungul istoriei, omenirea s-a gândit la natura unui astfel de fenomen precum lumina. Din cele mai vechi timpuri și până în zilele noastre, ideile despre aceasta s-au schimbat și s-au îmbunătățit. Cele mai populare ipoteze tindeau să fie că lumina este o particulă sau o undă. Ramura științei moderne care studiază natura și comportamentul luminii se numește optică.
Istoria dezvoltării ideilor despre lumină
Conform ideilor filosofilor greci antici, precum Aristotel, lumina sunt razele emanate de ochiul uman. Prin eter, o substanță transparentă care umple spațiul, aceste raze se răspândesc, permițând unei persoane să vadă obiecte.
Un alt filozof, Platon, a sugerat că soarele este sursa de lumină pe Pământ.
Filozoful și matematicianul Pitagora credea că particulele minuscule zboară din obiecte. Intrând în ochiul uman, ne oferă o idee despre aspectul acestor obiecte.
În ciuda aparentei naivități, aceste ipoteze au pus bazele dezvoltării ulterioare a gândirii.
Așadar, în secolul al XVII-lea, omul de știință german Johannes Keplera exprimat o teorie apropiată de ideile lui Platon și lui Pitagora. În opinia sa, lumina este o particulă sau, mai precis, un flux de particule care se propagă dintr-o anumită sursă.
Ipoteza corpusculară a lui Newton
Omul de știință Isaac Newton a prezentat o teorie care combina într-o oarecare măsură idei contradictorii despre acest fenomen.
Conform ipotezei lui Newton, lumina este o particulă a cărei viteză de mișcare este foarte mare. Corpusculii se propagă într-un mediu omogen, mișcându-se uniform și rectiliniu de la sursa de lumină. Dacă fluxul acestor particule intră în ochi, atunci persoana îi observă sursa.
După omul de știință, corpusculii erau de dimensiuni diferite, dând impresia de culori diferite. De exemplu, particulele mari contribuie la faptul că o persoană vede roșu. El a argumentat fenomenul de reflectare a unui flux de lumină prin revenirea particulelor dintr-o barieră solidă.
Omul de știință a explicat culoarea albă printr-o combinație a tuturor culorilor spectrului. Această concluzie stă la baza teoriei sale despre dispersie, un fenomen pe care l-a descoperit în 1666.
Ipotezele lui Newton au găsit o mare acceptare în rândul contemporanilor săi, explicând multe fenomene optice.
Teoria undelor lui Huygens
Un alt om de știință al aceluiași timp, Christian Huygens, nu a fost de acord că lumina este o particule. El a prezentat ipoteza undei a naturii luminii.
Huygens credea că tot spațiul dintre obiecte și în obiectele în sine este umplut cu eter, iar radiația luminoasă este impulsuri, unde se propagă în acest eter. Fiecare secțiune a eterului, care ajunge la luminăvalul devine o sursă de așa-numite unde secundare. Experimentele privind interferența și difracția luminii au confirmat posibilitatea unei explicații prin val a naturii luminii.
Teoria lui Huygens nu a primit prea multă recunoaștere la vremea lui, deoarece majoritatea oamenilor de știință au avut tendința de a considera lumina ca o particule. Cu toate acestea, a fost ulterior adoptat și perfecționat de mulți oameni de știință, cum ar fi Jung și Fresnel.
Dezvoltare în continuare a vizualizărilor
Întrebarea ce este lumina în fizică a continuat să ocupe mințile oamenilor de știință. În secolul al XIX-lea, James Clerk Maxwell a dezvoltat teoria conform căreia radiația luminoasă este unde electromagnetice de în altă frecvență. Ideile sale s-au bazat pe faptul că viteza luminii în vid este egală cu viteza undelor electromagnetice.
În 1900, Max Planck a introdus în știință termenul „cuantic”, care se traduce prin „porție”, „cantitate mică”. Potrivit lui Planck, radiația undelor electromagnetice nu are loc continuu, ci în porțiuni, în cuante.
Aceste idei au fost dezvoltate de Albert Einstein. El a sugerat că lumina nu este doar emisă, ci și absorbită și propagată de particule. Pentru a-i desemna, el a folosit cuvântul „fotoni” (termenul a fost propus pentru prima dată de Gilbert Lewis).
Dualitate unde particule
Explicația modernă a naturii luminii constă în conceptul de dualitate undă-particulă. Esența acestui fenomen este că materia poate prezenta proprietățile atât ale undelor, cât și ale particulelor. Lumina este un exemplu de astfel de materie. Studiile oamenilor de știință care au ajuns la opinii aparent opuse sunt o confirmare a naturii duale a luminii. Lumina este atât o particulă, cât și o undă în același timp. Gradul de manifestare a fiecăreia dintre aceste proprietăți depinde de condițiile fizice specifice. În anumite cazuri, lumina prezintă proprietățile unei unde electromagnetice, confirmând teoria undelor despre originea ei, în alte cazuri, lumina este un flux de corpusculi (fotoni). Acest lucru dă motive pentru a afirma că lumina este o particule.
Lumina a devenit prima materie din istoria fizicii, care a recunoscut prezența dualismului undelor corpusculare. Mai târziu, această proprietate a fost descoperită într-o serie de alte aspecte, de exemplu, comportamentul undelor este observat în molecule și nucleoni.
Rezumând, putem spune că lumina este un fenomen unic, istoria dezvoltării ideilor despre care are mai mult de două mii de ani. Conform înțelegerii moderne a acestui fenomen, lumina are o natură duală, prezentând proprietățile atât ale undelor, cât și ale particulelor.
