دوگانگی موج چگالی و طبیعت نور

نور به مدت طولانی یکی از اشیاء اصلی مطالعه بود. بسیاری از دانشمندان به دنبال بدست آوردن ماهیت آن بودند، اما به دلیل فرصت های محدود، دشوار بود. نظریه اول، تلاش برای توضیح ماهیت نور، نظریه موج بود. برای مدت زمان طولانی، درست و صحیح در نظر گرفته شد، و هیچ پیش شرطی برای تشکیل دوگانه موج موج متضادی وجود نداشت. در آن زمان در فیزیک نظر وجود دارد که نور طبق طبیعت آن موج است و اتم ها و دیگر ذرات کوچک دارای خواص چسبنده هستند.

این نظریه شروع به فرو ریختن کرد، زیرا ساختار اتم نتوانسته است توضیح دهد . راجرفورد، در نتیجه آزمایش هایش، این فرض را مطرح کرد که هسته اتم در مرکز قرار دارد، جرم اصلی متمرکز شده و الکترون ها در سراسر حجم توزیع می شوند و به صورت آزاد پر می کنند. اما نظریه تایید نشد، زیرا طبق محاسبات چنین سیستمی نمی تواند پایدار باشد.

پیش شرط برای تشکیل یک نظریه جدید

بعدها، پدیده اثر فوتوالکتریک کشف شد، که فراتر از چارچوب فیزیک کلاسیک بود که در آن زمان سلطه داشت. در نتیجه، این اثر فوتوالکتریک بود که موجب ایجاد دوگانگی موج-ذره شد، زیرا این به ایجاد فیزیک کوانتومی منجر شد. ویژگی آن این بود که ذرات خواصی دریافت کردند که اگر به نظر اصول فیزیک کلاسیک نگاه نکردند، غیر ممکن بود. دوگانگی موج-corpuscular-wave یکی از اولین نظریه های مورد مطالعه در بخش جدید فیزیک بود.

جوهر اثر فوتوالکتریک این بود که مواد معمولی تحت تاثیر تابش کوتاه موج منتشر می شوند. اختلاف اصلی با فیزیک کلاسیک این واقعیت بود که انرژی الکترونهای سریع تولید شده به شدت تابش بستگی ندارد. مقادیر تنها خواص ماده و همچنین فرکانس تابش بود. در آن زمان، مکانیسم هایی برای انتشار فوتوالکتریک از داده های موجود امکان پذیر نبود.

نظریه موج به نظر می رسد لایه ای و غیر قابل انکار است. به گفته وی، انرژی تابش به صورت یکنواخت در موج نور منتشر شده است. وقتی که آن را به یک الکترون برخورد کند، به ترتیب، بر اساس این نظریه، انرژی خاصی را به دست می دهد، هرچه شدت بیشتر باشد، بیشتر انرژی است. با این حال، در واقع همه چیز کمی متفاوت شد.

توسعه ایده دوگانگی

آلبرت انیشتین شروع به بیان ایده هایی درباره ماهیت گسسته نور کرد. نظریه میدان کوانتومی و مفهوم میدان های کوانتومی که موجب شکل دوگانه ی موج کره ای نیز شدند، شروع به توسعه می کردند.

بدیهی است که امواج الکترومغناطیسی می توانند نور را تحت تأثیر قرار دهند ، بنابراین خواص فیزیکی شار و فوتون ذرات دارد. با این حال، در چنین پدیده هایی به عنوان پراش و تداخل، نور نشان دهنده خواص صریح موج است. تعدادی از آزمایشات انجام شده است که اثبات دوگانگی ساختار نور است. بر پایه این بود که دوگانه ای از نور موج عظیم ساخته شد، یعنی Photon exhibits properties of corpuscular، اما در تعدادی از آزمایشات آن نشان داد واضح خواص موج است.

باید فهمید که این ایده ها در حال حاضر تنها علاقه تاریخی دارند. دوگانگی موج-corpuscular-wave از خواص ماده به عنوان یک نظریه در زمانی که مطالعه خواص مشابه آغاز شد، در همان زمان، بخش های جدیدی از فیزیک در واقع تاسیس شد. چنین نظری تلاش برای توضیح پدیده های جدید در زبان فیزیک کلاسیک بود.

در حقیقت، از نظر فیزیک کوانتومی، چنین اجسامی ذراتی نیستند، حداقل در معنای کلاسیک. آنها فقط در هنگام نزدیک شدن خواص خاصی را کسب می کنند. با این حال، تئوری دوگانگی هنوز برای توضیح اصول خاصی از طبیعت نور استفاده می شود.