Valguse laine ja osakeste olemuse erinevus
Share
võtme erinevus valguse laine ja osakeste vahel on see, et valguse laine olemus väidab, et valgus võib käituda elektromagnetilise lainena, samas kui valguse osakeste olemus väidab, et valgus koosneb osakestest, mida nimetatakse footoniteks.
Laineosakeste duaalsus on mõiste kvantmehaanikas. Selles öeldakse, et kõigil osakestel ja kvantüksustel pole mitte ainult lainekäitumine, vaid ka osakeste käitumine. Klassikalised „laine” ja „osakese” mõisted ei suuda kvantkaalaliste objektide käitumist täielikult kirjeldada; seega on laineosakeste duaalsuse teooria selle jaoks väga oluline.
SISU
1. Ülevaade ja peamised erinevused
2. Mis on valguse laine olemus
3. Mis on valguse osakeste olemus
4. Kõrvuti võrdlus - laine vs valguse osakeste olemus tabelina
5. Kokkuvõte
Mis on valguse laine olemus?
Laine on perioodiline võnkumine, mille kaudu energia edastatakse ruumi kaudu. Valguse laine olemus väidab, et valgus on teatud tüüpi elektromagnetiline laine. Inimesed näevad seda lainet. Esimeseks valguse lainekujunduse illustreerimiseks kasutati difraktsiooni ja interferentsi katseid.
Valguse tootmine toimub ühel neist kahest meetodist - hõõglamp või luminestsents. Hõõglamp on kuuma ainega seotud valguse emissioon, luminestsents on valguse emissioon ergastatud elektronide langemisel maapinna energiatasemele.
Joonis 01: Elektromagnetiliste lainete illustratsioon
Valgus, nagu kõik muud elektromagnetilised lained, võib liikuda läbi vaakumi. Samuti on see perioodiline, mis tähendab, et seda korratakse korrapäraselt nii ruumis kui ka ajas. Sarnaselt teiste lainetega on ka valgel lainepikkus (kahe laine vaheline kaugus), sagedus (lainete arv ajaühikus) ja kiirus (umbes 3 x 108 Prl).
Mis on valguse osakeste olemus?
Osake on osa ainest. Valguse osakeste olemuses kutsume valguse osakesi footoniteks. Aastal 1700 väitis Sir Isaac Newton, et valgus on osake osakestest, sest kui ta kasutas prismat päikesevalguse jaotamiseks erinevateks värvideks, oli loodud varjude ääred äärmiselt teravad ja selged.
Joonis 02: Prisma läbiva valguse hajutamise kontseptuaalne animatsioon
Foton on elementaarosake ja valguse kvant. Footoni energia saame arvutada võrrandi E = hv kaudu, kus energia on E, h on Plancki konstant ja v on valguse kiirus. Valguse intensiivsuse suurendamine tähendab siin seda, et oleme suurendanud pindala ületavate footonite arvu ajaühiku kohta. Pealegi pole footonil massi, kuid see on stabiilne osake. Footon võib interaktsiooni käigus oma energia teise osakese kanda.
Mis vahe on valguse lainetel ja osakeste olemusel??
Laineosakeste duaalsus on teooria, mis kirjeldab, et valgusel on nii laine- kui ka osakeste olemus. Valguse laine ja osakeste olemuse peamine erinevus on see, et valguse laine iseloom seletab, et valgus võib käituda elektromagnetilise lainena, valguse osakeste olemus aga selgitab, et valgus koosneb osakestest, mida nimetatakse footoniteks.
Veelgi enam, teadlaste Francesco Maria Grimaldi ja Sir Isaac Newtoni sõnul, kes esmalt märkasid neid kahte valguse olemust, vaatas Francesco Maria Grimaldi valguse difraktsiooni ja väitis, et valgus on lainete käitumine, samal ajal kui Sir Isaac Newton leidis, et kui prisma lõhestas päikesevalguse erinevatesse värvidesse, loodud varjude perifeeria oli äärmiselt terav ja selge, mis viis ta valguse osakeste olemuse selgitamiseni.
Kokkuvõte - valguse laine vs osakeste olemus
Laineosakeste duaalsuse teooria on kaasaegne teooria, mis väidab, et valgusel on nii laine- kui ka osakeste käitumine. Valguse laine ja osakeste olemuse peamine erinevus on see, et valguse laine iseloom iseloomustab seda, et valgus võib käituda elektromagnetilise lainena, valguse osakeste olemus aga kirjeldab seda, et valgus koosneb osakestest, mida nimetatakse footoniteks.
Viide:
1. “Valguse laine olemus.” Keemia LibreTexts, Libretexts, 1. juuni 2019, saadaval siin.
Pilt viisakalt:
1. “Elektromagnetilised lained”, autor DECHAMMAKL - Oma töö (CC BY-SA 4.0) Commonsi Wikimedia kaudu
2. LucasVB „Valguse hajumise kontseptsioon” - Commons Wikimedia kaudu oma töö (avalik omand)
