Всё, что мы видим - это свет. Свет или испускаемый источником света, или отраженный от других предметов. Помимо отражения, конечно же, стоило бы упомянуть и другие физические процессы взаимодействия, но сути вопроса это не изменит. Всё вокруг нас - это свет в той или иной форме.
Но как физика описывает сам по себе свет? Обязательно дочитайте статью до конца и узнаете ответ на эту загадку. Почему загадку? Станет ясно в итоге.
Первое знакомство с физикой света
Когда мы только начинаем знакомиться со светом в физике, то представляем его для себя удобным образом, сравнивая с потоком частиц. Это как будто мячики, летящие от источника света к наблюдателю. В общем-то, с природой света, где он корпускула поспорить сложно. Одно только давление света, измеренное Лебедевым, чего стоит. Но чуть позже мы узнаем, что этот поток мячиков оказывается имеет ещё и волновые свойства!
Помните фразу корпускулярно-волновой дуализм? Это именно о том. Свет имеет свойства как частиц, так и волн. Тут не стоит сомневаться, есть множество доказательств. Например, щелевой эксперимент Юнга, где свет продемонстрировал свою суть. В общем-то, обычно на этом наши познания из средней школы о свете заканчиваются. А напрасно, ведь очень много интересных фактов уходят из вида.
Первым моментом, на который стоит обратить внимание, является природа самих частиц. из которых свет состоит. Мы обозначали, что свет - это и частицы, и волна. Но представьте теперь это в своей голове. Получим набор мячиков, который летит и подчиняется ещё и волновым функциям. Замечательно...Только ничего не ясно. Отсюда формируется заведомо неправильное представление.
Более современные представления
Современный взгляд гораздо более интересен. Да, никто не отрицает, что принципы корпускулярно-волнового дуализма будут работать и свет будет иметь и природу потока частиц или излучения, и природу волны. Но стоит тут задуматься о строении самой световой частицы.
Думаю, для вас на станет открытием, что частицы, из которых состоит свет - это фотоны. Вот тут нужно остановиться. Фотоны...Частицы...Именно природа самих фотонов делает световое излучение таким, какое оно есть. Её понимание прояснит феномен существования группы мячиков в потоке, которые подчиняются ещё и волновым закономерностям.
Вокруг фотонов ходит множество споров. Началось с того, что появились в лексиконе ученых этакие виртуальные фотоны, то есть частицы лишенные массы и служащие для передачи взаимодействий разного рода. Но что значит лишенные массы. Рассуждения привели к тому, что в общем-то, абсолютно люба частица в итоге может быть описана как виртуальная. И хотя "обычный" фотон и обладает свойствами частицы, но он тоже представляет из себя просто сгусток энергии и является виртуальным (лишенным массы, а потому способным двигаться со скоростью света). Подобным образом сейчас описывается и электрон. Просто возмущение волновой функции. Не будем сейчас влезать в дебри и разбираться, почему у электрона-то масса есть :)...
Что такое фотон и как из него состоит свет
Если рассматривать фотоны не как физические мячики, а как энергетические пакеты, то и корпускулярно-волновой дуализм становится более понятным. Подобным образом проще объяснить и такие моменты, как отражение света или его прочие взаимодействия. Когда фотоны попадают в объект, энергия передается материалу, возбуждая частицы в объекте.
Частицы сами начинают испускать энергию в виде света и мы это видим как отражение на определенной длине волны. Если фотон содержит нужное количество энергии, связи между атомами разрываются.
Наверное, и определение из википедии теперь станет куда более понятным:
Фотон - фундаментальная частица, квант электромагнитного излучения (света) в виде поперечных электромагнитных волн и переносчик электромагнитного взаимодействия. Это безмассовая частица, способная существовать, только двигаясь со скоростью света.
Соответственно, правильнее сейчас называть свет не некоторым потоком частиц-мячиков фотонов с волновыми характеристиками, а колебаниями электромагнитного поля, где средой являются фотоны, обеспечивающие существование электромагнитного взаимодействия.
Отвечая, на поставленный в самом начале вопрос, мы скажем, что свет - это электромагнитная волна, квантом которой будет фотон. При этом сам фотон будет сгустком энергии (хотя, этот момент пока относительно спорный).
Поскольку свет - это электромагнитная волна, которая проявляет ещё и свойства потока частиц (излучения), то он характеризуется такими специфическими для волны параметрами, как, например, длина волны, которая в случае света будет определять его цвет.
Важно здесь и отметить, что работаем мы на "спорной территории". Это означает, что о природе света до сих пор ведутся споры и ученые находят всё новые и новые обстоятельства.
Пожалуйста, подпишитесь на проект, оцените статью лайком и напишите комментарий! Сейчас это очень важно для выживания проекта!
------
Полезный путеводитель по научно-популярным каналам ДЗЕНа: смотрите здесь
------
Ещё интересные статьи по теме с моего канала:
------