แสง: ประวัติศาสตร์ธรรมชาติพฤติกรรมการขยายพันธุ์ - กายภาพ - 2025

แสงเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่สามารถตรวจพบโดยความรู้สึกของสายตา มันถือเป็นส่วนหนึ่งของสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้า: สิ่งที่เรียกว่าแสงที่มองเห็นได้ ในช่วงหลายปีที่ผ่านมามีการเสนอทฤษฎีต่างๆเพื่ออธิบายลักษณะของมัน

ตัวอย่างเช่นความเชื่อที่ว่าแสงประกอบด้วยกระแสของอนุภาคที่ปล่อยออกมาจากวัตถุหรือโดยสายตาของผู้สังเกตการณ์นั้นถือเป็นเวลานาน ความเชื่อของชาวอาหรับและชาวกรีกโบราณนี้ร่วมกันโดยไอแซกนิวตัน (1642-1727) เพื่ออธิบายปรากฏการณ์ของแสง

รูปที่ 1. ท้องฟ้าเป็นสีฟ้าเนื่องจากการกระเจิงของแสงแดดในชั้นบรรยากาศ ที่มา: Pixabay

แม้ว่านิวตันจะสงสัยว่าแสงมีคุณสมบัติของคลื่นและ Christian Huygens (1629-1695) สามารถอธิบายการหักเหและการสะท้อนด้วยทฤษฎีคลื่นได้ แต่ความเชื่อของแสงในฐานะอนุภาคก็แพร่หลายไปในหมู่นักวิทยาศาสตร์ทุกคนจนถึงต้นศตวรรษที่ 19 .

ในรุ่งสางของศตวรรษนั้น Thomas Young นักฟิสิกส์ชาวอังกฤษได้แสดงให้เห็นโดยไม่ต้องสงสัยเลยว่าแสงสามารถรบกวนซึ่งกันและกันเช่นเดียวกับคลื่นกลในสตริง

นั่นอาจหมายความได้แค่ว่าแสงนั้นเป็นคลื่นไม่ใช่อนุภาคแม้ว่าจะไม่มีใครรู้ว่าคลื่นนั้นเป็นคลื่นชนิดใดจนกระทั่งในปี พ.ศ. 2416 James Clerk Maxwell อ้างว่าแสงเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า

ด้วยการสนับสนุนผลการทดลองของ Heinrich Hertz ในปีพ. ศ. 2430 ลักษณะของคลื่นของแสงจึงเป็นข้อเท็จจริงทางวิทยาศาสตร์

แต่ในตอนต้นของศตวรรษที่ 20 มีหลักฐานใหม่เกี่ยวกับลักษณะของแสงในร่างกาย ธรรมชาตินี้มีอยู่ในปรากฏการณ์การปล่อยและการดูดซับซึ่งพลังงานแสงจะถูกขนส่งในบรรจุภัณฑ์ที่เรียกว่า "โฟตอน"

ดังนั้นเนื่องจากแสงแพร่กระจายเป็นคลื่นและมีปฏิสัมพันธ์กับสสารเช่นอนุภาคธรรมชาติคู่จึงได้รับการยอมรับในแสง: อนุภาคคลื่น

ธรรมชาติของแสง

เป็นที่ชัดเจนว่าธรรมชาติของแสงเป็นแบบคู่ซึ่งแพร่กระจายเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าซึ่งพลังงานมาในโฟตอน

สิ่งเหล่านี้ซึ่งไม่มีมวลเคลื่อนที่ในสุญญากาศด้วยความเร็วคงที่ 300,000 กม. / วินาที เป็นความเร็วแสงที่ทราบในสุญญากาศ แต่แสงสามารถเดินทางผ่านสื่ออื่น ๆ ได้แม้ว่าจะมีความเร็วต่างกัน

เมื่อโฟตอนมาถึงดวงตาของเราเซ็นเซอร์ที่ตรวจจับการมีอยู่ของแสงจะทำงาน ข้อมูลจะถูกส่งไปยังสมองและตีความที่นั่น

เมื่อแหล่งกำเนิดปล่อยโฟตอนจำนวนมากเราจะเห็นว่ามันเป็นแหล่งกำเนิดความสว่าง หากในทางตรงกันข้ามมันปล่อยออกมาน้อยมันถูกตีความว่าเป็นแหล่งที่ทึบแสง โฟตอนแต่ละตัวมีพลังงานบางอย่างซึ่งสมองตีความว่าเป็นสี ตัวอย่างเช่นโฟตอนสีน้ำเงินมีพลังมากกว่าโฟตอนสีแดง

แหล่งที่มาใด ๆ โดยทั่วไปจะปล่อยโฟตอนของพลังงานที่แตกต่างกันดังนั้นจึงเป็นสีที่มองเห็นได้

หากไม่มีสิ่งใดปล่อยโฟตอนออกมาด้วยพลังงานประเภทเดียวจะเรียกว่าแสงสีเดียว เลเซอร์เป็นตัวอย่างที่ดีของแสงสีเดียว สุดท้ายการกระจายของโฟตอนในแหล่งกำเนิดเรียกว่าสเปกตรัม

คลื่นยังมีลักษณะเฉพาะด้วยการมีความยาวคลื่นที่แน่นอน ดังที่เราได้กล่าวไปแล้วว่าแสงเป็นของสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้าซึ่งครอบคลุมช่วงความยาวคลื่นที่หลากหลายตั้งแต่คลื่นวิทยุไปจนถึงรังสีแกมมา ภาพต่อไปนี้แสดงให้เห็นว่าลำแสงสีขาวกระจายปริซึมสามเหลี่ยมอย่างไร แสงถูกแยกออกเป็นความยาวคลื่นยาว (สีแดง) และสั้น (สีน้ำเงิน)

ตรงกลางคือแถบความยาวคลื่นแคบที่เรียกว่าสเปกตรัมที่มองเห็นได้ตั้งแต่ 400 นาโนเมตร (นาโนเมตร) ถึง 700 นาโนเมตร

รูปที่ 2 สเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้าแสดงช่วงของแสงที่มองเห็นได้ ที่มา: ที่มา: Wikimedia Commons ผู้แต่ง: Horst Frank

พฤติกรรมของแสง

แสงมีพฤติกรรมคู่คลื่นและอนุภาคตามที่ตรวจสอบ แสงแพร่กระจายในลักษณะเดียวกับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าและด้วยเหตุนี้จึงสามารถขนส่งพลังงานได้ แต่เมื่อแสงกระทบกับสสารจะมีพฤติกรรมเหมือนลำอนุภาคที่เรียกว่าโฟตอน

รูปที่ 4. การแพร่กระจายของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ที่มา: Wikimedia Commons SuperManu

ในปี 1802 นักฟิสิกส์ Thomas Young (1773-1829) แสดงให้เห็นว่าแสงมีพฤติกรรมเป็นคลื่นโดยใช้การทดลองแบบ double slit

ด้วยวิธีนี้เขาสามารถสร้างสัญญาณรบกวนสูงสุดและต่ำสุดบนหน้าจอได้ พฤติกรรมนี้เป็นเรื่องปกติของคลื่นดังนั้น Young จึงสามารถแสดงให้เห็นว่าแสงเป็นคลื่นและยังสามารถวัดความยาวคลื่นได้

ด้านอื่น ๆ ของแสงคืออนุภาคซึ่งแสดงโดยแพ็คเก็ตของพลังงานที่เรียกว่าโฟตอนซึ่งในสุญญากาศเคลื่อนที่ด้วยความเร็ว c = 3 x 10 ⁸ m / s และไม่มีมวล แต่พวกมันมีพลังงาน E:

และโมเมนตัมขนาด:

โดยที่ h คือค่าคงที่ของพลังค์ซึ่งมีค่า 6.63 x 10 ^-34จูลวินาทีและ f คือความถี่ของคลื่น การรวมนิพจน์เหล่านี้:

และเนื่องจากความยาวคลื่นλและความถี่สัมพันธ์กันโดย c = λ.fจึงยังคงอยู่:

หลักการ Huygens

รูปที่ 5. ด้านหน้าของคลื่นและรังสีของแสงแพร่กระจายเป็นเส้นตรง ที่มา: Serway R. ฟิสิกส์สำหรับวิทยาศาสตร์และวิศวกรรม.

เมื่อศึกษาพฤติกรรมของแสงมีหลักการสำคัญสองประการที่ต้องพิจารณา: หลักการของ Huygens และหลักการของ Fermat หลักการของ Huygens ระบุว่า:

ทำไมต้องเป็นคลื่นทรงกลม? หากเราคิดว่าตัวกลางเป็นเนื้อเดียวกันแสงที่ปล่อยออกมาจากแหล่งกำเนิดจุดจะแพร่กระจายไปในทุกทิศทางอย่างเท่าเทียมกัน เราสามารถจินตนาการถึงแสงที่แพร่กระจายอยู่ตรงกลางของทรงกลมขนาดใหญ่โดยมีการกระจายของรังสีอย่างสม่ำเสมอ ใครก็ตามที่สังเกตเห็นแสงนี้จะรับรู้ว่ามันเคลื่อนที่เป็นเส้นตรงเข้าหาดวงตาของเขาและเคลื่อนที่ในแนวตั้งฉากกับหน้าคลื่น

ถ้ารังสีของแสงมาจากแหล่งกำเนิดที่ไกลมากเช่นดวงอาทิตย์หน้าคลื่นจะแบนและรังสีขนานกัน นี่คือสิ่งที่เกี่ยวกับแนวทางทัศนศาสตร์ทางเรขาคณิต

หลักการของแฟร์มาต์

หลักการของแฟร์มาต์ระบุว่า:

หลักการนี้เป็นชื่อของนักคณิตศาสตร์ชาวฝรั่งเศสปิแอร์เดอแฟร์มาต์ (1601-1665) ซึ่งก่อตั้งขึ้นครั้งแรกในปี 1662

ตามหลักการนี้ในแสงขนาดกลางที่เป็นเนื้อเดียวกันจะแพร่กระจายด้วยความเร็วคงที่ดังนั้นจึงมีการเคลื่อนที่เป็นเส้นตรงสม่ำเสมอและวิถีของมันเป็นเส้นตรง

การขยายพันธุ์ของแสง

แสงเดินทางเหมือนคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ทั้งสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กสร้างซึ่งกันและกันซึ่งประกอบด้วยคลื่นคู่ที่อยู่ในเฟสและตั้งฉากซึ่งกันและกันและทิศทางของการแพร่กระจาย

โดยทั่วไปคลื่นที่แพร่กระจายในอวกาศสามารถอธิบายได้ในรูปของคลื่นด้านหน้า นี่คือชุดของจุดที่มีแอมพลิจูดและเฟสเท่ากัน เมื่อทราบตำแหน่งของคลื่นในช่วงเวลาหนึ่งสามารถทราบตำแหน่งที่ตามมาได้ตามหลักการของ Huygens

การเลี้ยวเบน

เลเซอร์หักเหด้วยช่องหกเหลี่ยม Lienzocian

พฤติกรรมคลื่นของแสงเห็นได้ชัดจากปรากฏการณ์สำคัญสองอย่างที่เกิดขึ้นระหว่างการแพร่กระจาย: การเลี้ยวเบนและการรบกวน ในการเลี้ยวเบนคลื่นไม่ว่าจะเป็นน้ำเสียงหรือแสงจะบิดเบี้ยวเมื่อผ่านช่องเปิดไปรอบ ๆ สิ่งกีดขวางหรือไปตามมุมต่างๆ

ถ้ารูรับแสงมีขนาดใหญ่เมื่อเทียบกับความยาวคลื่นความผิดเพี้ยนจะไม่มาก แต่ถ้ารูรับแสงมีขนาดเล็กการเปลี่ยนแปลงรูปคลื่นจะสังเกตได้ชัดเจนกว่า การเลี้ยวเบนเป็นคุณสมบัติเฉพาะของคลื่นดังนั้นเมื่อแสงแสดงการเลี้ยวเบนเรารู้ว่ามันมีพฤติกรรมของคลื่น

สัญญาณรบกวนและโพลาไรซ์

ในส่วนของมันการรบกวนของแสงเกิดขึ้นเมื่อคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่ประกอบกันซ้อนทับกัน เมื่อทำเช่นนั้นพวกมันจะถูกเพิ่มเป็นเวกเตอร์และสิ่งนี้อาจก่อให้เกิดการรบกวนสองประเภท:

- สร้างสรรค์เมื่อความเข้มของคลื่นที่เกิดขึ้นมากกว่าความเข้มของส่วนประกอบ

- ทำลายถ้าความเข้มน้อยกว่าของส่วนประกอบ

การรบกวนของคลื่นแสงเกิดขึ้นเมื่อคลื่นเป็นสีเดียวและคงความแตกต่างของเฟสไว้ตลอดเวลา สิ่งนี้เรียกว่าความสม่ำเสมอ ตัวอย่างเช่นแสงเช่นนี้อาจมาจากเลเซอร์ แหล่งที่มาทั่วไปเช่นหลอดไส้ไม่ผลิตแสงที่สอดคล้องกันเนื่องจากแสงที่ปล่อยออกมาจากอะตอมนับล้านในเส้นใยมีการเปลี่ยนแปลงเฟสอยู่ตลอดเวลา

แต่ถ้าเฉดสีทึบที่มีช่องเล็ก ๆ สองช่องใกล้กันถูกวางไว้บนหลอดไฟดวงเดียวกันแสงที่ออกมาจากแต่ละช่องจะทำหน้าที่เป็นแหล่งกำเนิดที่เชื่อมโยงกัน

ในที่สุดเมื่อการสั่นของสนามแม่เหล็กไฟฟ้าอยู่ในทิศทางเดียวกันจะเกิดโพลาไรซ์ขึ้น แสงธรรมชาติไม่ได้เป็นโพลาไรซ์เนื่องจากประกอบด้วยส่วนประกอบหลายอย่างซึ่งแต่ละชิ้นจะสั่นไปในทิศทางที่ต่างกัน

การทดลองของ Young

ในตอนต้นของศตวรรษที่ 19 Thomas Young นักฟิสิกส์ชาวอังกฤษเป็นคนแรกที่ได้รับแสงที่สอดคล้องกันด้วยแหล่งกำเนิดแสงธรรมดา

ในการทดลองแบบ Double-slit อันโด่งดังของเขาเขาส่งแสงผ่านช่องในหน้าจอทึบแสง ตามหลักการของ Huygens แหล่งข้อมูลทุติยภูมิสองแหล่งจะถูกสร้างขึ้นซึ่งจะผ่านหน้าจอทึบแสงที่สองโดยมีสองช่อง

รูปที่ 6 ภาพเคลื่อนไหวของการทดลองกรีดสองชั้นของ Young ที่มา: Wikimedia Commons

แสงที่ได้รับจึงทำให้ผนังสว่างขึ้นในห้องมืด สิ่งที่มองเห็นได้คือรูปแบบที่ประกอบด้วยแสงและพื้นที่มืดสลับกัน การดำรงอยู่ของรูปแบบนี้อธิบายได้จากปรากฏการณ์การรบกวนที่อธิบายไว้ข้างต้น

การทดลองของ Young มีความสำคัญมากเนื่องจากเป็นการเปิดเผยลักษณะคลื่นของแสง ต่อจากนั้นได้ทำการทดลองกับอนุภาคพื้นฐานเช่นอิเล็กตรอนนิวตรอนและโปรตอนซึ่งได้ผลลัพธ์ที่คล้ายคลึงกัน

ปรากฏการณ์ของแสง

การสะท้อน

การสะท้อนของแสงในน้ำ

เมื่อแสงตกกระทบพื้นผิวแสงบางส่วนสามารถสะท้อนและบางส่วนถูกดูดซับ หากเป็นสื่อโปร่งใสแสงบางส่วนยังส่องผ่านได้

นอกจากนี้พื้นผิวอาจเรียบเหมือนกระจกหรือขรุขระและไม่สม่ำเสมอ การสะท้อนที่เกิดขึ้นบนพื้นผิวเรียบเรียกว่าการสะท้อนแบบสเปกตรัมมิฉะนั้นจะเป็นการสะท้อนแบบกระจายหรือการสะท้อนที่ไม่สม่ำเสมอ พื้นผิวที่มีความเงาสูงเช่นกระจกสามารถสะท้อนแสงที่ตกกระทบได้ถึง 95%

การสะท้อนแบบพิเศษ

ภาพแสดงรังสีของแสงที่เดินทางในตัวกลางซึ่งอาจเป็นอากาศ มันตกอยู่ที่มุมθ ₁บนพื้นผิวเครื่องบิน specular และสะท้อนให้เห็นในมุมθ 2 เส้นที่แสดงว่าปกติตั้งฉากกับพื้นผิว

มุมตกกระทบเท่ากับมุมสะท้อน ที่มา: Serway R. ฟิสิกส์สำหรับวิทยาศาสตร์และวิศวกรรม.

ทั้งเหตุการณ์และรังสีสะท้อนและปกติกับพื้นผิว specular อยู่ในระนาบเดียวกัน ชาวกรีกโบราณได้สังเกตแล้วว่ามุมตกกระทบเท่ากับมุมสะท้อน:

นิพจน์ทางคณิตศาสตร์นี้เป็นกฎของการสะท้อนของแสง อย่างไรก็ตามคลื่นอื่น ๆ เช่นเสียงก็สามารถสะท้อนได้เช่นกัน

พื้นผิวส่วนใหญ่มีความหยาบดังนั้นการสะท้อนแสงจึงกระจาย ด้วยวิธีนี้แสงที่สะท้อนจะถูกส่งไปทุกทิศทางดังนั้นจึงสามารถมองเห็นวัตถุได้จากทุกที่

เนื่องจากความยาวคลื่นบางส่วนสะท้อนมากกว่าช่วงอื่น ๆ วัตถุจึงมีสีต่างกัน

ตัวอย่างเช่นใบไม้ของต้นไม้จะสะท้อนแสงที่อยู่ตรงกลางของสเปกตรัมที่มองเห็นได้ซึ่งสอดคล้องกับสีเขียว ส่วนที่เหลือของความยาวคลื่นที่มองเห็นจะถูกดูดซับ: จากรังสีอัลตราไวโอเลตใกล้กับสีน้ำเงิน (350-450 นาโนเมตร) และแสงสีแดง (650-700 นาโนเมตร)

การหักเห

ปรากฏการณ์การหักเห Josell7

การหักเหของแสงเกิดขึ้นเนื่องจากแสงเดินทางด้วยความเร็วที่แตกต่างกันขึ้นอยู่กับตัวกลาง ในสุญญากาศความเร็วของแสงคือ c = 3 x 10 ⁸ m / s แต่เมื่อแสงมาถึงตัวกลางของวัสดุกระบวนการดูดซับและการปล่อยจะเกิดขึ้นซึ่งทำให้พลังงานลดลงและด้วยความเร็ว

ตัวอย่างเช่นเมื่อเคลื่อนที่ในอากาศแสงจะเคลื่อนที่ด้วยความเร็วเกือบเท่ากับ c แต่ในน้ำแสงจะเดินทางที่สามในสี่ของ c ในขณะที่ในแก้วจะเคลื่อนที่ด้วยความเร็วประมาณสองในสามของ c

ดัชนีหักเห

ดัชนีการหักเหของแสงแสดงเป็น n และกำหนดเป็นผลหารระหว่างความเร็วแสงในสุญญากาศ c และความเร็วในตัวกลาง v ดังกล่าว:

ดัชนีการหักเหของแสงมีค่ามากกว่า 1 เสมอเนื่องจากความเร็วของแสงในสุญญากาศจะมากกว่าตัวกลางของวัสดุเสมอ ค่าทั่วไปของ n คือ:

- แอร์: 1.0003

- น้ำ: 1.33

- แก้ว: 1.5

- เพชร: 2.42

กฎของ Snell

เมื่อรังสีของแสงกระทบกับเส้นขอบระหว่างสื่อทั้งสองในแนวเฉียงเช่นอากาศและกระจกแสงส่วนหนึ่งจะสะท้อนและอีกส่วนหนึ่งยังคงอยู่ภายในแก้ว

ในกรณีนี้ความยาวคลื่นและความเร็วจะเกิดการเปลี่ยนแปลงเมื่อส่งผ่านจากตัวกลางหนึ่งไปยังอีกตัวกลางหนึ่ง แต่ไม่ใช่ความถี่ ตั้งแต่ v = c / n = λ.fและในสุญญากาศ c = λo ฉแล้วเรามี:

นั่นคือความยาวคลื่นในตัวกลางที่กำหนดจะน้อยกว่าความยาวคลื่นในสุญญากาศเสมอ

รูปที่ 8. กฎของ Snell ที่มา: รูปซ้าย: แผนภาพการหักเหของแสง เร็กซ์น. พื้นฐานของฟิสิกส์. รูปขวา: Wikimedia Commons Josell7

สังเกตสามเหลี่ยมที่มีด้านตรงข้ามมุมฉากเป็นสีแดง ในแต่ละสื่อด้านตรงข้ามมุมฉากจะวัดλ ₁ / sin θ ₁และλ ₂ / sin θ ₂ตามลำดับเนื่องจากλและ v เป็นสัดส่วนดังนั้น:

เนื่องจากλ = λ _o / n เรามี:

ซึ่งสามารถแสดงเป็น:

นี่เป็นสูตรของกฎของ Snell เพื่อเป็นเกียรติแก่นักคณิตศาสตร์ชาวดัตช์ Willebrord Snell (1580-1626) ซึ่งได้มาจากการทดลองโดยการสังเกตแสงที่ผ่านจากอากาศไปยังน้ำและแก้ว

อีกวิธีหนึ่งคือกฎของสเนลล์เขียนในรูปของความเร็วแสงในแต่ละตัวกลางโดยใช้นิยามของดัชนีหักเห: n = c / v:

การแพร่กระจาย

ดังที่ได้อธิบายไว้ข้างต้นแสงประกอบด้วยโฟตอนที่มีพลังงานต่างกันและพลังงานแต่ละชนิดจะถูกมองว่าเป็นสี แสงสีขาวประกอบด้วยโฟตอนของพลังงานทั้งหมดดังนั้นจึงสามารถแยกย่อยออกเป็นแสงสีต่างๆได้ นี่คือการกระเจิงของแสงซึ่งนิวตันเคยศึกษามาแล้ว

หยดน้ำในบรรยากาศมีลักษณะเหมือนปริซึมขนาดเล็ก ที่มา: Pixabay

นิวตันเอาปริซึมออปติคอลส่งลำแสงสีขาวผ่านและได้แถบสีตั้งแต่สีแดงไปจนถึงสีม่วง ขอบนี้คือสเปกตรัมของแสงที่มองเห็นได้ที่เห็นในรูปที่ 2

การกระเจิงของแสงเป็นปรากฏการณ์ทางธรรมชาติความสวยงามที่เราชื่นชมบนท้องฟ้าเมื่อสายรุ้งก่อตัว แสงแดดตกกระทบกับหยดน้ำในบรรยากาศซึ่งทำหน้าที่เหมือนปริซึมเล็ก ๆ คล้ายนิวตันจึงทำให้แสงกระจัดกระจาย

สีฟ้าที่เราเห็นท้องฟ้าก็เป็นผลมาจากการกระจายตัว อุดมไปด้วยไนโตรเจนและออกซิเจนบรรยากาศส่วนใหญ่จะกระจายเฉดสีน้ำเงินและสีม่วง แต่ดวงตาของมนุษย์ไวต่อสีน้ำเงินมากกว่าดังนั้นเราจึงเห็นท้องฟ้าที่มีสีนี้

เมื่อดวงอาทิตย์อยู่ต่ำกว่าขอบฟ้าในช่วงพระอาทิตย์ขึ้นหรือตกท้องฟ้าจะเปลี่ยนเป็นสีส้มเนื่องจากรังสีของแสงต้องผ่านชั้นบรรยากาศที่หนาขึ้น โทนสีแดงของความถี่ต่ำมีปฏิสัมพันธ์กับองค์ประกอบของบรรยากาศน้อยลงและใช้ประโยชน์จากการเข้าถึงพื้นผิวโดยตรง

บรรยากาศที่มีฝุ่นละอองและมลพิษมากมายเช่นในเมืองใหญ่บางแห่งมีท้องฟ้าเป็นสีเทาเนื่องจากการกระจายตัวของความถี่ต่ำ

ทฤษฎีเกี่ยวกับแสง

แสงได้รับการพิจารณาว่าเป็นอนุภาคหรือเป็นคลื่นเป็นหลัก ทฤษฎีร่างกายที่นิวตันปกป้องถือว่าแสงเป็นลำแสงของอนุภาค ในขณะที่การสะท้อนและการหักเหของแสงสามารถอธิบายได้อย่างเพียงพอโดยถือว่าแสงเป็นคลื่นดังที่ Huygens โต้แย้ง

แต่ก่อนหน้านี้นักวิทยาศาสตร์ที่น่าทึ่งเหล่านี้ไม่นานผู้คนได้คาดเดาเกี่ยวกับธรรมชาติของแสงแล้ว อริสโตเติลนักปรัชญาชาวกรีกไม่สามารถขาดได้ในหมู่พวกเขา นี่คือบทสรุปสั้น ๆ เกี่ยวกับทฤษฎีแสงเมื่อเวลาผ่านไป:

ทฤษฎีอริสโตเติล

2,500 ปีก่อนอริสโตเติลอ้างว่าแสงเกิดขึ้นจากดวงตาของผู้สังเกตการณ์วัตถุที่ส่องสว่างและกลับมาพร้อมกับภาพบางอย่างเพื่อให้บุคคลนั้นชื่นชม

ทฤษฎีกล้ามเนื้อของนิวตัน

นิวตันมีความเชื่อว่าแสงประกอบด้วยอนุภาคเล็ก ๆ ที่แพร่กระจายเป็นเส้นตรงในทุกทิศทาง เมื่อไปถึงดวงตาพวกเขาจะบันทึกความรู้สึกเป็นแสงสว่าง

ทฤษฎีคลื่น Huygens

Huygens ตีพิมพ์ผลงานชื่อ Treatise on light ซึ่งเขาเสนอว่านี่เป็นการรบกวนสื่อที่คล้ายกับคลื่นเสียง

ทฤษฎีแม่เหล็กไฟฟ้าของ Maxwell

แม้ว่าการทดลองแบบ double-slit จะไม่ต้องสงสัยเลยเกี่ยวกับลักษณะคลื่นของแสง แต่ในช่วงศตวรรษที่สิบเก้ามีการคาดเดาเกี่ยวกับประเภทของคลื่นจนกระทั่ง Maxwell กล่าวไว้ในทฤษฎีแม่เหล็กไฟฟ้าของเขาว่าแสงประกอบด้วย การแพร่กระจายของสนามแม่เหล็กไฟฟ้า

แสงเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าอธิบายปรากฏการณ์ของการแพร่กระจายของแสงตามที่อธิบายไว้ในส่วนก่อนหน้านี้และเป็นแนวคิดที่ยอมรับโดยฟิสิกส์ปัจจุบันเช่นเดียวกับธรรมชาติของแสง

ทฤษฎีกล้ามเนื้อของ Einstein

ตามแนวคิดสมัยใหม่ของแสงประกอบด้วยอนุภาคที่ไม่มีมวลและไม่มีประจุที่เรียกว่าโฟตอน แม้จะไม่มีมวล แต่ก็มีโมเมนตัมและพลังงานดังที่อธิบายไว้ข้างต้น ทฤษฎีนี้อธิบายวิธีการที่แสงมีปฏิสัมพันธ์กับสสารได้สำเร็จโดยการแลกเปลี่ยนพลังงานในปริมาณที่ไม่ต่อเนื่อง (เชิงปริมาณ)

การดำรงอยู่ของควอนตาของแสงถูกเสนอโดย Albert Einstein เพื่ออธิบายเอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริกที่ไฮน์ริชเฮิร์ตซ์ค้นพบเมื่อไม่กี่ปีก่อนหน้านี้ เอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริกประกอบด้วยการปล่อยอิเล็กตรอนโดยสารที่มีการบังรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าบางชนิดอยู่ในช่วงตั้งแต่อัลตราไวโอเลตไปจนถึงแสงที่มองเห็นได้เกือบตลอดเวลา

อ้างอิง

1. Figueroa, D. (2005). ซีรี่ส์: ฟิสิกส์สำหรับวิทยาศาสตร์และวิศวกรรม เล่มที่ 7. คลื่นและฟิสิกส์ควอนตัม. แก้ไขโดย Douglas Figueroa (USB)
2. ฟิสิกส์ ทฤษฎีแสง. กู้คืนจาก: fisic.ch.
3. Giancoli, D. 2006. Physics: Principles with Applications. 6 Ed Prentice Hall
4. การเคลื่อนที่ของคลื่น หลักการของแฟร์มาต์ กู้คืนจาก: sc.ehu.es.
5. Rex, A. 2011. ความรู้พื้นฐานทางฟิสิกส์. เพียร์สัน
6. Romero, O. 2552. ฟิสิกส์. Santillana Hypertext
7. Serway, R. 2019. Physics for Science and Engineering. วันที่ 10 ฉบับ เล่ม 2. Cengage.
8. Shipman, J. 2009. An Introduction to Physical Science. ฉบับที่สิบสอง. Brooks / Cole, Cengage Editions
9. วิกิพีเดีย เบา. สืบค้นจาก: es.wikipedia.org.