A legfontosabb különbség a fény hullám- és részecsketermészete között az, hogy a fény hullámtermészete kimondja, hogy a fény elektromágneses hullámként is viselkedhet, míg a fény részecsketermészete szerint a fény fotonoknak nevezett részecskékből áll.
A hullám-részecske kettősség egy fogalom a kvantummechanikában. Azt állítja, hogy minden részecske és kvantum entitás nemcsak hullám-, hanem részecskeviselkedéssel is rendelkezik. A klasszikus „hullám” és „részecske” fogalmak nem tudják teljesen leírni a kvantumléptékű objektumok viselkedését; ezért a hullám-részecske kettősség elmélete nagyon fontos ehhez.
Mi a fény hullámtermészete?
A hullám egy periodikus oszcilláció, amely az energiát a téren keresztül továbbítja. A fény hullámtermészete kimondja, hogy a fény egyfajta elektromágneses hullám. Az emberek látják ezt a hullámot. A fény hullámtermészetének első szemléltetése a diffrakciós és interferenciás kísérletek volt.
A fénytermelés e két módszer egyikével történik – izzás vagy lumineszcencia. Az izzadás a forró anyagból származó fénykibocsátás, míg a lumineszcencia a fény kibocsátása a gerjesztett elektronok földi energiaszintre való esése során.
01. ábra: Az elektromágneses hullámok illusztrációja
A fény, akárcsak az összes többi elektromágneses hullám, áthaladhat a vákuumon. Ezenkívül periodikus, ami azt jelenti, hogy térben és időben is rendszeresen ismétlődik. Más hullámokhoz hasonlóan a fénynek is van hullámhossza (két hullám távolsága), frekvenciája (az egységnyi idő alatt előforduló hullámok száma) és sebessége (körülbelül 3 x 108 m /s).
Mi a fényrészecske természete?
A részecske az anyag egy része. A fény részecsketermészetében azonban a fényrészecskéket fotonoknak nevezzük. 1700-ban Sir Isaac Newton kijelentette, hogy a fény részecskék halmaza, mert amikor prizmával osztotta fel a napfényt különböző színekre, a keletkezett árnyékok perifériája rendkívül éles és tiszta volt.
02. ábra: A fény szóródásának fogalmi animációja a prizmán áthaladva
A foton egy elemi részecske és egy fénykvantum. Egy foton energiáját az E=hv egyenlettel számíthatjuk ki, ahol az energia E, h a Planck-állandó és v a fénysebesség. Itt a fény intenzitásának növelése azt jelenti, hogy megnöveltük az egységnyi idő alatt egy területen áthaladó fotonok számát. Ráadásul a fotonnak nincs tömege, de stabil részecske. Egy foton kölcsönhatás során átadhatja energiáját egy másik részecske számára.
Mi a különbség a fény hullám- és részecsketermészete között?
A hullám-részecske kettősség egy olyan elmélet, amely leírja, hogy a fénynek hullám- és részecsketermészete is van. A legfontosabb különbség a fény hullám- és részecsketermészete között az, hogy a fény hullámtermészete megmagyarázza, hogy a fény elektromágneses hullámként viselkedhet, míg a fény részecsketermészete azt magyarázza, hogy a fény fotonoknak nevezett részecskékből áll.
Sőt, Francesco Maria Grimaldi és Sir Isaac Newton tudósok szerint, akik először jegyezték fel a fény két természetét, Francesco Maria Grimaldi megfigyelte a fény diffrakcióját, és kijelentette, hogy a fénynek hullámok viselkedése van, míg Sir Isaac Newton megállapította, hogy amikor egy prizma a napfényt különböző színekre osztja, a keletkezett árnyékok perifériája rendkívül éles és tiszta volt, ami arra késztette, hogy megállapítsa a fény részecsketermészetét.
Összefoglaló – A fény hullám és részecskék jellege
A hullám-részecske kettősség elmélete egy modern elmélet, amely szerint a fénynek hullám- és részecskeviselkedése is van. A legfontosabb különbség a fény hullám- és részecsketermészete között az, hogy a fény hullámtermészete azt írja le, hogy a fény elektromágneses hullámként viselkedhet, míg a fény részecsketermészete azt írja le, hogy a fény fotonoknak nevezett részecskékből áll.
