A. Корпускулярно-волновой дуализм
Корпускулярно-волновой дуализм
Как следует из изложенного выше, свету присущи корпускулярные свойства. На их основании объясняется целый ряд наблюдаемых физических явлений — происхождение линейчатых спектров, фотоэффект.
Но такие явления, как интерференция, дифракция, поляризация, с точки зрения квантовой теории объяснить затруднительно. Они являются подтверждением волновых свойств света.
На первый взгляд кажется, что две точки зрения — волновая и квантовая — взаимно исключают друг друга. Ряд признаков волн и частиц действительно противоположны. Например, движущиеся частицы (фотоны) находятся в определенных точках пространства, а распространяющуюся волну нужно рассматривать как "размазанную" в пространстве, и нельзя говорить о пребывании волны в некоторой определенной точке.
Развитие оптики, вся совокупность оптических явлений показали, что свойства непрерывности, характерные для электромагнитного поля световой волны, не следует противопоставлять свойствам дискретности, характерным для фотонов.
Свет обладает двойственной корпускулярно-волновой природой. По современным воззрениям, свет обладает как волновыми, так и корпускулярными свойствами. Двойственность свойств света находит свое выражение и в формулах:
Корпускулярные характеристики фотона — энергия W0, масса m, импульс р — связаны с волновой характеристикой — частотой \(~\nu.\)
Свет, обладая одновременно корпускулярно-волновыми свойствами, обнаруживает определенные закономерности в их проявлении. Так, волновые свойства света проявляются в закономерностях его распространения, интерференции, дифракции, поляризации, а корпускулярные — в процессах взаимодействия света с веществом. Чем больше длина волны, тем меньше энергия и импульс фотона и тем труднее обнаруживаются квантовые свойства света. Наоборот, чем меньше длина волны, тем больше энергия и импульс фотона и тем труднее обнаруживаются волновые свойства света. При распространении света проявляются его волновые свойства, а при взаимодействии с веществом (излучении и поглощении) — корпускулярные.
Нильс Бор сформулировал принцип дополнительности: для полного понимания природы света необходимо учитывать как волновые, так и корпускулярные свойства света: они взаимно дополняют друг друга. Однако для объяснения какого-либо эксперимента следует использовать либо волновые, либо корпускулярные представления о природе света, но не те и другие одновременно.
Литература
Аксенович Л. А. Физика в средней школе: Теория. Задания. Тесты: Учеб. пособие для учреждений, обеспечивающих получение общ. сред, образования / Л. А. Аксенович, Н.Н.Ракина, К. С. Фарино; Под ред. К. С. Фарино. — Мн.: Адукацыя i выхаванне, 2004. — С. 567-568.
