Текст:Николай Кириленко:Концепция света

Свет– проявление корпускулярно-волнового дуализма материи.

Концепция света[править | править код]

Физическая сущность света в современной науке остаётся до сих пор невыясненной.

Ещё И. Ньютон высказывал мысль о том, что светящиеся тела испускают частицы (корпускулы), распространяющиеся прямолинейно. Корпускулярная теория света долгое время господствовала в науке. Однако она не смогла дать объяснение таким явлениям как интерференция и дифракция света; эти явления объясняются волновой теорией света. В науке утвердился корпускулярно-волновой дуализм света.

Свет в ряде случаев представляется движением частиц-фотонов со свойством: масса покоя фотона равна нулю. При этом излучение и поглощение света объясняется переходом электрона с одной орбиты на другую. После долгих научных дискуссий было принято, что фотон – это частица.

Одни эксперименты свидетельствуют о том, что свет ведёт себя как волна, другие – как поток частиц. На первый взгляд, кажется, что волновая и корпускулярная (фотонная) теория света несовместимы, но обе теории подтверждаются экспериментом.

Физики пришли к заключению, что двойственную природу света следует принять как непреложный факт. Именно эту двойственную природу света имеют в виду, когда говорят о корпускулярно-волновом дуализме. Ясно, что свет оказался более сложным явлением, чем просто волна или поток частиц.

Для выхода из этой ситуации датский физик Нильс Бор (1885-1962 гг.) выдвинул принцип дополнительности. Этот принцип утверждает, что для объяснения данного эксперимента следует использовать либо волновые, либо корпускулярные представления о природе света, но не те и другие одновременно. Однако для полного понимания природы света необходимо учитывать как волновые, так и корпускулярные свойства света. Оба эти аспекта свойств света взаимно дополняют друг друга.

Наглядно представить корпускулярно-волновой дуализм невозможно. Следует осознать, что волновой и корпускулярный аспекты поведения света – это различные стороны его природы, проявляющиеся в экспериментах.

Отчасти трудности восприятия дуализма обусловлены особенностями нашего мышления. Наши зрительные образы (или модели) основаны на том, что мы видим в повседневной жизни. Мы применяем к свету понятия волн и частицы, поскольку опыт подсказывает, что в окружающем мире энергию переносят либо волны, либо частицы. Мы не можем непосредственно узреть, что представляет собой свет – волну или частицу, и полагаемся на косвенные эксперименты. Для трактовки этих экспериментов мы используем либо представление о волнах, либо представление о частицах. Но и то, и другое – это абстракции нашего разума.

Когда мы пытаемся постичь, что такое свет «на самом деле», речь идёт, в сущности, о наглядных представлениях. Между тем не существует причин, по которым природа света должна следовать одной из этих моделей (или зрительных образов), заимствованных из макроскопического мира. «Истинная» природа света не поддаётся наглядной интерпретации. В лучшем случае мы лишь сознаем, что наше знание ограничено косвенными экспериментами и что свет на повседневном языке и в рамках обычных представлений обнаруживает свойства и волны, и частицы.

Следует подчеркнуть, что формула Эйнштейна E = hν связывает корпускулярные и волновые свойства света: энергия в левой части равенства относится к частице, а частота в правой части – к соответствующей волне. Корпускулярно-волновой дуализм есть проявление наиболее общей взаимосвязи двух основных форм материи, изучаемых физикой, – вещества и поля.

Свет – своеобразный «продукт» колебаний излучается электроном, атомом, молекулой или их системой. Согласно Планку, каждым своим колебанием источник света генерирует один определённый, дискретный квант энергии.

Физическую сущность фотона, излучение и поглощение света можно рассмотреть и на базе концепции эфира (физического вакуума). Тела и частички тел находятся в окружающем их эфире. Мельчайшие частички тел (например, электроны) испытывают колебательные движения с частотой, зависящей от строения тел и плотности окружающего их эфира. Эти колебания воздействуют на окружающую эфирную среду и в виде волн распространяются в этой среде. Поэтому излучаемый таким образом луч света – это движение фотона, представляющего не частицу, а наблюдаемое движение волны эфира, являющегося перемещением некоторого состояния эфира (в виде его сгустка), а не самого эфира. Отсюда и понятно, почему фотон в покое не наблюдается. Фотон, встречая частичку тела, может отдать ему свою энергию и прекратить свое существование, т.е. таким образом, происходит поглощение света. Скорость прохождения луча света в эфирной среде зависит от плотности этой среды подобно тому, как скорость звука зависит от плотности воздуха.

Свет можно рассматривать также с позиций нелокальности мироздания, многомерности пространства как проекцию явлений многомерного пространства в нашем трёхмерном мире.