Πώς γνωρίζει το φως πότε να ενεργεί σαν σωματίδιο ή κύμα;
Το φως είναι ένα κύμα και ένα σωματίδιο. Αυτό ονομάζεται δυαδικότητα κυμάτων-σωματιδίων. Δεν είναι ότι το φως επιλέγει να ενεργεί σαν το ένα ή το άλλο. Είναι πάντα * που παρουσιάζει τόσο ιδιότητες που μοιάζουν με κύματα όσο και από σωματίδια. Ο τρόπος με τον οποίο συμπεριφέρεται εξαρτάται από το πώς αλληλεπιδράμε με αυτό.
Εδώ είναι μια απλοποιημένη εξήγηση:
* Συμπεριφορά που μοιάζει με κύματα: Όταν το φως αλληλεπιδρά με τα πράγματα σε μεγάλη κλίμακα (όπως περνώντας από μια σχισμή ή αντανακλώντας έναν καθρέφτη), οι ιδιότητες που μοιάζουν με κύματα είναι πιο εμφανείς. Βλέπουμε τα πρότυπα παρεμβολών, τη διάθλαση και άλλα φαινόμενα που εκθέτουν κύματα.
* Συμπεριφορά που μοιάζει με σωματίδια: Όταν το φως αλληλεπιδρά με τα πράγματα σε μικρή κλίμακα (όπως τα μεμονωμένα άτομα), οι ιδιότητες που μοιάζουν με σωματίδια είναι πιο εμφανείς. Βλέπουμε το φωτοηλεκτρικό αποτέλεσμα, όπου ελαφριά χτυπά τα ηλεκτρόνια χαλαρά από τα άτομα και βλέπουμε την ποσοτικοποίηση της ενέργειας, όπου το φως έρχεται σε διακριτά πακέτα που ονομάζονται φωτόνια.
Δεν είναι επιλογή: Το φως δεν αποφασίζει να είναι κύμα ή σωματίδιο. Απλώς συμπεριφέρεται με τρόπο που είναι σύμφωνος με τους νόμους της φυσικής.
Σκεφτείτε το έτσι:
Φανταστείτε έναν φίλο που μπορεί να παίξει τόσο το πιάνο όσο και την κιθάρα. Όταν βρίσκονται σε μια συναυλία, θα μπορούσαν να παίξουν το πιάνο. Όταν βρίσκονται σε φωτιά, θα μπορούσαν να παίξουν την κιθάρα. Και τα δύο όργανα αποτελούν μέρος του ποιοι είναι, αλλά χρησιμοποιούν διαφορετικά ανάλογα με την κατάσταση.
Ομοίως, το φως είναι ένα κύμα και ένα σωματίδιο, αλλά βλέπουμε διαφορετικές πτυχές του ανάλογα με το πώς αλληλεπιδρούμε με αυτό.
Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι η δυαδικότητα των κυμάτων-σωματιδίων είναι μια θεμελιώδη έννοια στην κβαντική μηχανική και είναι ένα από τα πράγματα που καθιστά την κβαντική μηχανική τόσο αντίθετη. Δεν υπάρχει εύκολος τρόπος να το εξηγήσετε χωρίς να πηγαίνετε βαθιά μέσα στα μαθηματικά και την περίεργη κατάσταση του κβαντικού κόσμου.
