Te pytania męczyły fizyków i filozofów przez wiele stuleci. Niektórzy twierdzili,
że składa się ono z pewnych malutkich cząsteczek. Inni natomiast uważali,
że światło ma postać fali. Przez długi czas obie te teorie rywalizowały
ze sobą. W XIX wieku wydawało się, że fizycy w końcu rozstrzygnęli problem
na korzyść teorii falowej. Wiele doświadczeń uwidaczniało falową strukturę
światła. Pokazano bowiem, że tak jak fala podlega ono dyfrakcji, oraz interferencji
(sławne doświadczenie Younga). Ookazało się także, że światło
jest falą elektromagnetyczną. Podlega ono prawom Maxwella,
które tłumaczą wiele związanych z nim zjawisk. Tak więc wydawało się, że
problem został rozwiązany.
Jednak w 1905 roku Albert Einstein wytłumaczył
efekt fotoelektryczny zakładając, że światło składa się z pewnych cząsteczek
- fotonów. Co więcej już wkrótce pojawiły się kolejne fakty przemawiające
za cząsteczkową teorią światła. Fizycy znowu stanęli przed problemem. Co
należało wybrać - teorię falową, czy korpuskularną?
Wielki duński fizyk Niels Bohr zaproponował
rozwiązanie, które pogodziło obie teorie. Stwierdził on po prostu, że
światło ma charakter dualny, korpuskularno-falowy. W żadnym eksperymencie
nie obserwujemy obu tych charakterów jednocześnie. Niekiedy światło objawia
się jako fala, kiedy indziej jako cząsteczka. Żeby zrozumieć światło, musimy
brać pod uwagę oba jego charaktery. Ani teoria cząsteczkowa (fotonowa),
ani falowa rozpatrywane osobno nie są prawidłowe. Dopiero po ich połączeniu
dostajemy pełną, właściwą teorię.
Niels Bohr stwierdził po prostu, że światło
jest zarówno falą jak i cząsteczką. Do tej pory fizycy traktowali fale
oddzielnie, cząsteczki oddzielnie i nie łączyli tych dwóch opisów. Teraz,
żeby dobrze zrozumieć światło, okazało się to konieczne. Co więcej, nie
jest możliwe wyobrażenie sobie dualności światła. W świecie dużych rozmiarów,
w którym żyjemy, nie znajdujemy żadnych odpowiedników. Możemy wyobrazić
sobie cząsteczkę. Możemy wyobrazić sobie falę. Nie da rady wyobrazić sobie
czegoś co jest jednocześnie falą i cząsteczką. Mimo to światło ma właśnie
taki charakter. Musimy to zaakceptować.
Jeszcze jedna sprawa odnoszaca się do natury światła. Otóż równanie
Einsteina:
Dualny charakter światła został powszechnie zaakceptowany przez naukowców. Jakkolwiek dziwny, opisuje on w sposób poprawny znane nam zjawiska związane ze światłem. Jednak, jak okazało się wkrótce, dualny charakter posiada nie tylko światło.
ZAPAMIĘTAJ:
![]()
Światło ma charakter dualny - jest zarówno cząstkami jak i falą.
![]()
Teorię dualnej natury światła sformułował Niels Bohr.
CZY ELEKTRON TO NAPEWNO CZĄSTECZKA?