Πώς το φως ταξιδεύει σε ευθείες γραμμές και κύματα;
Ακολουθεί μια κατανομή του τρόπου με τον οποίο ταξιδεύει το φως:
φως ως κύμα:
* ηλεκτρομαγνητικά κύματα: Το φως είναι μια μορφή ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας, που σημαίνει ότι ταξιδεύει ως κύμα ταλαντούχων ηλεκτρικών και μαγνητικών πεδίων. Αυτά τα πεδία είναι κάθετα μεταξύ τους και προς την κατεύθυνση της διάδοσης του κύματος.
* Μήκος κύματος και συχνότητα: Τα ελαφρά κύματα έχουν ένα συγκεκριμένο μήκος κύματος (η απόσταση μεταξύ δύο κορυφών) και της συχνότητας (ο αριθμός των κυμάτων που περνούν ένα σημείο ανά δευτερόλεπτο). Αυτές οι ιδιότητες καθορίζουν το χρώμα του φωτός που βλέπουμε.
* περίθλαση και παρεμβολή: Το φως παρουσιάζει κύμα συμπεριφοράς μέσω φαινομένων όπως η περίθλαση (κάμψη γύρω από τα εμπόδια) και η παρεμβολή (υπέρθεση των κυμάτων που δημιουργούν πρότυπα εποικοδομητικής και καταστροφικής παρεμβολής).
φως ως σωματίδιο:
* Φωτόνια: Το φως λειτουργεί επίσης ως ρεύμα μικροσκοπικών πακέτων ενέργειας που ονομάζονται φωτόνια. Αυτά τα φωτόνια δεν έχουν μάζα αλλά μεταφέρουν δυναμική.
* φωτοηλεκτρικό αποτέλεσμα: Το φωτοηλεκτρικό αποτέλεσμα, όπου το φως μπορεί να εκτοξεύει ηλεκτρόνια από μεταλλική επιφάνεια, αποτελεί απόδειξη της φύσης των σωματιδίων του φωτός. Η ενέργεια των φωτονίων καθορίζει την κινητική ενέργεια των εκτοξευμένων ηλεκτρονίων.
* Compton Scattering: Στη σκέδαση Compton, τα φωτόνια μπορούν να συγκρουστούν με ηλεκτρόνια, μεταφέροντας ενέργεια και ορμή, αποδεικνύοντας περαιτέρω τη συμπεριφορά τους που μοιάζει με σωματίδια.
Πώς το φως ταξιδεύει σε ευθείες γραμμές:
Ενώ το φως μπορεί να δράσει σαν κύμα και να εκθέτει περίθλαση και παρεμβολές, γενικά ταξιδεύει σε ευθείες γραμμές. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι το φως αλληλεπιδρά με την ύλη μέσω της απορρόφησης και της επανεξέτασης. Όταν ένα φωτόνιο συναντά ένα υλικό, μπορεί να απορροφηθεί από ένα άτομο ή ένα μόριο, προκαλώντας την ενθουσιασμό του ατόμου. Το ενθουσιασμένο άτομο θα εκπέμπει επανεμφανιστεί ένα νέο φωτόνιο σε τυχαία κατεύθυνση. Το καθαρό αποτέλεσμα αυτών των αλληλεπιδράσεων είναι ότι το φως ταξιδεύει σε ευθεία γραμμή, με μόνο μικρές αποκλίσεις λόγω της διασποράς.
Συνοπτικά:
Το φως εμφανίζει τόσο ιδιότητες κύματος όσο και σωματιδίων. Η φύση του που μοιάζει με κύματα εξηγεί τη διάθλαση και την παρεμβολή, ενώ η φύση του που μοιάζει με σωματίδια είναι υπεύθυνη για φαινόμενα όπως το φωτοηλεκτρικό αποτέλεσμα και τη διασπορά Compton. Ενώ το φως μπορεί να λυγίσει γύρω από τα εμπόδια και να παρεμβαίνει στον εαυτό του, γενικά ταξιδεύει σε ευθείες γραμμές λόγω των αλληλεπιδράσεών του με την ύλη.
