Čovečanstvo je kroz istoriju razmišljalo o prirodi takvog fenomena kao što je svetlost. Od antičkih vremena do danas, ideje o tome su se mijenjale i poboljšavale. Najpopularnije hipoteze su bile da je svjetlost čestica ili talas. Grana moderne nauke koja proučava prirodu i ponašanje svjetlosti naziva se optika.
Istorija razvoja ideja o svetlosti
Prema idejama starogrčkih filozofa, poput Aristotela, svjetlost su zraci koji izlaze iz ljudskog oka. Kroz eter, prozirnu supstancu koja ispunjava prostor, ovi zraci se šire, omogućavajući osobi da vidi predmete.
Drugi filozof, Platon, sugerirao je da je sunce izvor svjetlosti na Zemlji.
Filozof i matematičar Pitagora je vjerovao da sićušne čestice lete iz objekata. Ulazeći u ljudsko oko, daju nam predstavu o izgledu ovih objekata.
Uprkos prividnoj naivnosti, ove hipoteze su postavile temelje za dalji razvoj misli.
Dakle, u 17. veku, nemački naučnik Johanes Keplerizrazio teoriju blisku idejama Platona i Pitagore. Po njegovom mišljenju, svjetlost je čestica, tačnije, tok čestica koji se širi iz nekog izvora.
Newtonova korpuskularna hipoteza
Naučnik Isaac Newton iznio je teoriju koja je u određenoj mjeri kombinirala oprečne ideje o ovom fenomenu.
Prema Njutnovoj hipotezi, svetlost je čestica čija je brzina kretanja veoma velika. Telesice se šire u homogenom mediju, krećući se ravnomerno i pravolinijski od izvora svetlosti. Ako tok ovih čestica uđe u oko, tada osoba posmatra njegov izvor.
Prema naučniku, korpuskule su bile različite veličine, dajući utisak različitih boja. Na primjer, velike čestice doprinose činjenici da osoba vidi crveno. On je argumentirao fenomen refleksije struje svjetlosti odbijanjem čestica od čvrste barijere.
Naucnik je objasnio bijelu boju kombinacijom svih boja spektra. Ovaj zaključak je osnova njegove teorije disperzije, fenomena koji je otkrio 1666.
Njutnove hipoteze naišle su na veliko prihvatanje među njegovim savremenicima, objašnjavajući mnoge optičke fenomene.
Huygensova teorija talasa
Još jedan naučnik iz istog vremena, Christian Huygens, nije se složio da je svjetlost čestica. On je izneo talasnu hipotezu o prirodi svetlosti.
Huygens je vjerovao da je sav prostor između objekata iu samim objektima ispunjen etrom, a svjetlosno zračenje su impulsi, valovi koji se šire u ovom etru. Svaki dio etra, koji dopire do svjetlostitalas postaje izvor takozvanih sekundarnih talasa. Eksperimenti o interferenciji i difrakciji svjetlosti potvrdili su mogućnost talasnog objašnjenja prirode svjetlosti.
Huygensova teorija nije dobila veliko priznanje u njegovo vrijeme, jer je većina naučnika težila da svjetlost smatra česticom. Međutim, kasnije su ga usvojili i poboljšali mnogi naučnici, kao što su Jung i Fresnel.
Dalji razvoj pogleda
Pitanje o tome šta je svjetlost u fizici nastavilo je da zaokuplja umove naučnika. U 19. veku, Džejms Klerk Maksvel je razvio teoriju da je svetlosno zračenje visokofrekventni elektromagnetni talasi. Njegove ideje zasnivale su se na činjenici da je brzina svetlosti u vakuumu jednaka brzini elektromagnetnih talasa.
Godine 1900. Max Planck je u nauku uveo termin "kvant", što se prevodi kao "porcija", "mala količina". Prema Plancku, zračenje elektromagnetnih talasa se ne dešava neprekidno, već u porcijama, u kvantima.
Ove ideje razvio je Albert Einstein. On je sugerisao da se svetlost ne samo emituje, već i apsorbuje i širi čestice. Da ih označi, upotrijebio je riječ "fotoni" (termin je prvi predložio Gilbert Lewis).
Dualitet čestica-val
Moderno objašnjenje prirode svjetlosti leži u konceptu dualnosti talas-čestica. Suština ovog fenomena je da materija može pokazati svojstva i valova i čestica. Svetlost je primer takve materije. Studije naučnika koji su došli do naizgled suprotnih mišljenja potvrda su dvojne prirode svjetlosti. Svetlost je istovremeno i čestica i talas. Stepen ispoljavanja svakog od ovih svojstava zavisi od specifičnih fizičkih uslova. U nekim slučajevima, svjetlost ispoljava svojstva elektromagnetnog vala, što potvrđuje teoriju valova o njegovom nastanku, u drugim slučajevima, svjetlost je tok korpukula (fotona). Ovo daje osnov da se tvrdi da je svjetlost čestica.
Svjetlost je postala prva materija u historiji fizike, koja je prepoznala prisustvo korpuskularno-talasnog dualizma. Kasnije je ovo svojstvo otkriveno u nizu drugih stvari, na primjer, ponašanje valova je uočeno u molekulima i nukleonima.
Rezimirajući, možemo reći da je svjetlost jedinstvena pojava, o kojoj historija razvoja ideja ima više od dvije hiljade godina. Prema modernom shvatanju ovog fenomena, svetlost ima dvostruku prirodu, pokazujući svojstva i talasa i čestica.
