Κυματική ιδιότητες του φωτός

Αν ρωτάς έναν μέσο άνθρωπο για αυτό που γνωρίζει τις ιδιότητες του φωτός, τότε χωρίς αμφιβολία, όλοι θα αποκαλούν αμέσως "προβληματισμό". Πράγματι, ίσως δεν υπάρχει τέτοιο παιδί που δεν θα ήθελε να παίζει σε μια ηλιόλουστη μέρα με ένα μικρό καθρέφτη που ρίχνει τις ακτίνες - το λεγόμενο ηλιακό λαγουδάκι. Σίγουρα, πολλοί θα θυμούνται πόσο θα ήταν να παίζουν με σκιές - αυτό είναι επίσης μια εκδήλωση μιας από τις ιδιότητες του φωτός. Αλλά για μερικούς θα είναι μια αποκάλυψη ότι τα κύματα που επιτρέπουν στο ραδιόφωνο και την τηλεόραση να αναπαράγουν τις εκπομπές είναι το ίδιο φως. Δεν υπάρχουν θαύματα - όλα είναι εύκολο να εξηγηθούν. Ο λόγος αυτής της σύγχυσης είναι οι κυματικές ιδιότητες του φωτός.

Οποιαδήποτε ουσία των οποίων τα άτομα βρίσκονται σε διεγερμένη κατάσταση παράγει ακτινοβολία ηλεκτρομαγνητικής φύσης. Ο μηχανισμός είναι απλός: όλα τα σωματίδια τείνουν σε κατάσταση ενεργειακού ισοζυγίου, έτσι εκπέμπουν υπερβολική ενέργεια. Μπορεί να είναι θερμότητα, ορατό φως ή κάποιο άλλο είδος ακτινοβολίας. Τι είναι το φως; Αν λάβουμε υπόψη ολόκληρο το φάσμα, τότε η ορατή ακτινοβολία καταλαμβάνει συχνότητες στο διάστημα 790-390 THz. Η ιδιαιτερότητα αυτής της ακτινοβολίας έγκειται στο γεγονός ότι έχει τόσο τις ιδιότητες κύματος του φωτός όσο και τις ιδιότητες των σωματιδίων (σωληνοειδή). Ποιος ενδιαφέρεται για τεχνικές καινοτομίες, σίγουρα, άκουσε την έκφραση "μηχανή φωτονίων". Από τα ακροφύσια του, τα σωματίδια φωτός ξεσπούν - φωτόνια, παρέχοντας την εμφάνιση ενός παλμού. Πώς, λοιπόν, να κατανοήσουμε τις "κυματικές ιδιότητες του φωτός", όταν πρόκειται για σωματίδια; Το γεγονός είναι ότι το φως που βλέπουμε είναι διπλό: μπορεί να εκπροσωπείται τόσο υπό μορφή ακτινοβολίας όσο και υπό μορφή ρεύματος σωματιδίων. Ορισμένα πειράματα που έγιναν επιτρέπουν να επιβεβαιωθεί ότι και οι δύο απόψεις είναι σωστές.

Όταν λαμβάνονται υπόψη οι ιδιότητες κύματος του φωτός, αναφέρει αναγκαστικά η παρεμβολή. Βασίζεται σε μια αλλαγή στη φωτεινότητα (ένταση) περιοχών της επιφάνειας που φωτίζονται από διάφορες φωτεινές δέσμες. Ήταν παρέμβαση που επέτρεψε στον Jung να διεξάγει το διάσημο πείραμά του με δύο σχισμές.

Η επόμενη ιδιότητα είναι περίθλαση. Υπάρχουν αρκετές εξηγήσεις γι 'αυτό το φαινόμενο, αλλά για ένα πρόσωπο που δεν είναι εξοικειωμένο με την οπτική, μπορεί να δοθεί η ακόλουθη εξήγηση: η περίθλαση είναι μια παράκαμψη ενός εμποδίου στο δρόμο από ένα κύμα. Δηλαδή, θεωρητικά, η ροή ακτινοβολίας από μια σημειακή πηγή δεν μπορεί ποτέ να «αγγίξει» την περιοχή σκιάς ενός αντικειμένου, που σχηματίζεται από δύο φορείς, αλλά στην πράξη αυτή η παραδοχή παραβιάζεται. "Guilty" σε αυτό είναι ακριβώς η περίθλαση. Μερικές φορές θεωρείται μια από τις εκδηλώσεις παρεμβολής, κάτι που δεν είναι λάθος.

Το φαινόμενο της διάθλασης είναι ευρέως γνωστό. Μπορεί να παρατηρηθεί στο σπίτι: αρκεί να ρίχνουμε νερό σε ένα ποτήρι και να τοποθετήσουμε ένα κουτάλι εκεί. Αν κοιτάξουμε τώρα το κουτάλι, στη θέση της μετάβασης του αέρα-νερού υπάρχει μια αισθητή παραμόρφωση, η οποία σπάει τη γεωμετρική κανονικότητα. Αυτό οφείλεται στην διάθλαση των ακτίνων στα όρια δύο διαφορετικών μέσων.

Έχετε αναρωτηθεί ποτέ γιατί, με μια ηλιόλουστη χειμερινή μέρα, η φωτεινότητα του φωτός είναι τόσο υψηλή που πρέπει να φοράτε γυαλιά με σκοτεινά γυαλιά; Ο λόγος για αυτό είναι η αντανάκλαση των ακτίνων από την λευκή επιφάνεια που σχηματίζεται από το χιόνι. Μέρος των κυμάτων αλλάζει την κατεύθυνση της κίνησης τους στο αντίθετο λόγω της αλληλεπίδρασης με την επιφάνεια.

Για να μελετήσουμε τη συμπεριφορά των σωματιδίων σε κβαντικές διεργασίες, χρησιμοποιείται ένα οπτικό πλέγμα. Εάν αρκετές δέσμες του λέιζερ παράλληλα προς την κατεύθυνση προς μία κατεύθυνση, και αντίθετα - τις άλλες ακτίνες, τότε στα διαστήματα θα υπάρχει ένα ενεργειακό δυναμικό. Τα γύρω ουδέτερα άτομα συγκεντρώνονται στα ελάχιστα του, σχηματίζοντας μια εμφάνιση κρυσταλλικού πλέγματος. Μεταβάλλοντας τη συχνότητα των ακτίνων, τη γωνία μεταξύ τους ή την ακτινοβολούμενη ισχύ, είναι δυνατόν να ελέγξουμε τη συμπεριφορά αυτών των ατόμων.