Как учёные спорили о том, что такое свет

Благодаря свету мы можем видеть окружающий мир во всем его многообразии. Пытливые умы еще в древности задумывались о том, что из себя представляет свет. Они наблюдали за его поведением и делали разные выводы. Это порождало споры и долгое время ученые не могли сойтись во мнениях о том, что же такое свет.

Первые споры о природе света

Одним из первых, кто решился делать выводы о природе света стал Ньютон. В то время сведений о свойствах света было мало и Ньютон строил свои рассуждения на том, что имелось. Он считал, что поскольку частицы света распространяются по прямым линиям — непрозрачные предметы дают тень, и контуры их очерчены этой тенью резко. Именно поэтому нельзя видеть, что происходит за углом дома. Волны способны огибать препятствия, менять свое направление. Так, например, происходит со звуком.

Ньютон сделал вывод, что свет — это поток частиц (корпускул), а не волн, поскольку свет распространяется прямолинейно. Так возникла корпускулярная гипотеза света.

Вскоре сам же Ньютон открыл явление, толкование которого вызвало много споров о том, какова природа света. Это явление было названо кольцами Ньютона. Если взять стекло с небольшой выпуклостью, положить его на стеклянную пластинку и направить на нее пучок одноцветных лучей, то на пластинке вокруг точки прикосновения выпуклого стекла образовываются цветные и темные кольца, вложенные друг в друга. Возникновение этих колец Ньютон объяснял тем, что частицы света иногда проходят сквозь стекла — в этом случае образуются цветные кольца, иногда же они не в состоянии этого сделать — тогда образуются темные кольца. Частицы света обладают попеременно то свойством проходить сквозь стекло, то свойством задерживаться в стекле.

Конечно же, не все ученые приняли точку зрения Ньютона, считая его объяснение очень сложным. Они предположили, что свет — это волны, поскольку в природе волн есть строгая регулярность — колебаний. Так среди ученых образовалось два направления, каждое из которых впрочем принимало тот факт, что свет имеет свойство периодичности, но объясняло его по-разному.

Волновая природа света

Волны обладают особыми свойствами, присущими только им и проявляющимися в характере их взаимодействия. Периодичность колебаний в кольцах Ньютона подтолкнула учёных в 19 веке к тому, что свет распространяется волнами. Этот вывод подтверждали опыты, об этом говорила и стройная систематика излучений — шкала электромагнитных излучений, отличающихся друг от друга только длинами волн.

В 60-х годах 19 века Максвелл, изучая свойства световых и электромагнитных волн, пришел к выводу, что их природа одинакова. И те и другие волны распространяются с одинаковой скоростью, отражаются и преломляются по одним и тем же законам, дают такие же тени и аналогично огибают края препятствий. К тому же, скорость распространения световых волн в различных средах совершенно так же, как и в случае с электромагнитными, зависит от электрических и магнитных свойств этих сред.

В результате исследований ученые пришли к тому, что свет — это те же электромагнитные волны, как и волны, получаемые от искрового разряда или каким-либо иным техническим путем. Данные типы волн отличаются лишь тем, что у них различная длина или частота. Световые волны, которые воспринимаются глазом, имеют длину от 420 нанометров до 760 нанометров, а радиоволны — около 10 метров, то есть в десятки миллионов раз больше.

Современные представления о свете

С 17 века физики спорили о природе света. В замешательство приводило то, что в одних случаях свет имеет свойства волн, а в других — свойства частиц. Горячие споры утихли, когда сформировалась квантовая механика, которая заявила, что свет – это и поток частиц, и волна одновременно.

В наши дни ученый мир сошелся на том, что свет имеет двойственную природу. Эта идея называется корпускулярно-волновой дуализм. Она гласит, что свет обладает волновыми свойствами и представляет собой электромагнитные волны, но одновременно является и потоком частиц – фотонов. Те или иные свойства проявляются в большей мере в зависимости от светового диапазона.

Автор: Елизавета Жданова