Корпускулярно-волновые свойства света

Волновые св-ва света В развитии волновой теории света весьма важную роль сыграл принцип, сформулированный Гюйгенсом, а затем развитый Френелем: каждая точка, до которой дошло световое возбуждение, в свою очередь становится источником вторичных волн и передает их во все стороны соседним точкам. Наиболее наглядно волновые св-ва света проявляются в явлениях интерференции и дифракции. Интерференция света заключается в том, что при взаимном наложении двух волн происходит усиление или ослабление колебаний. Принцип интерференции впервые сформулировал в 1801 г. английский ученый Юнг. Необходимым условием интерференции является когерентность волн – согласованное протекание колебательных или волновых процессов. Отклонение света от прямолинейного распространения называется дифракцией. На дифракции основаны многие оптические приборы. Волновую природу света подтверждает, кроме того, и поляризация. Сущность поляризации наглядно продемонстрирует следующий опыт: при пропускании света через два прозрачных кристалла его интенсивность изменяется в зависимости от взаимной ориентации кристаллов. При одинаковой ориентации свет проходит без ослабления. При повороте одного из кристаллов на 90⁰ свет полностью гасится, т.е. не проходит через кристаллы. Это явление можно объяснить, считая свет поперечной волной (частицы среды колеблются в направлении перпендикулярном направлению распространения волн). При прохождении через первый кристалл происходит поляризация света, т.е. кристалл пропускает только волны с колебаниями вектора напряженности электрического поля в одной плоскости. Если плоскости, в которые пропускаются колебания первым и вторым кристаллом, совпадают, свет проходит без ослабления. При повороте одного из кристаллов на 90⁰ он гасится. Волновой природой света объясняется и дисперсия света, которая проявляется в том, что узкий параллельный пучок белого света при прохождении через стеклянную призму разлагается на пучки света разного цвета, соответствующие разной длине волны. Зависимость показателя преломления в-ва от длины волны называется дисперсией света. Белый свет состоит из электромагнитных волн с разной длиной волны, и показатель преломления зависит от длины волны.    

Квантовые св-ва света В 187 г. Герц заметил, что с поверхности пластины под действием света вырываются отрицательно заряженные частицы. Позднее выяснилось, что заряженные частицы – электроны. Испускание электронов веществом под действием электромагнитного излучения называется фотоэффектом. В 1900 г. Макс Планк высказал гипотезу, согласно которой излучение и поглощение света происходит не непрерывно, а дискретно, т.е. определенными порциями (квантами), энергия E которых определяется частотой v: E = hv (h – постоянная Планка). В 1905 г. Эйнштейн обосновал квантовую природу света: не только излучение света, но и его распространение происходят в виде потока световых квантов – фотонов, энергия которых определяется формулой Планка, а импульс p = mc = h/λ (c – скорость света, λ – длина волны). Квантовые св-ва электромагнитных волн проявляются и в эффекте Комптона: при рассеянии монохроматического рентгеновского излучения в-вом с легкими атомами в составе рассеянного излучения наряду с первоначальной длиной волны наблюдается излучение с более длинной волной. Все св-ва и законы распространения света, его взаимодействие с в–вом показывают, что свет имеет сложную природу: он представляет собой единство противоположных св-в – корпускулярного (квантового) и волнового (электромагнитного).