Το διαρκες μυστηριο του φωτος [Α]
Στο φως και στο ηλεκτρομαγνητικό φάσμα έχουμε αναφερθεί ήδη αρκετές φορές, όπως επίσης σας έχουμε δηλώσει την άποψή μας πως όλο το φάσμα είναι φως, αλλά εμείς οι άνθρωποι, λόγω περιορισμού από το αντίστοιχο αισθητήριο όργανό μας, μπορούμε και βλέπουμε μόνο ένα μικρό τμήμα του που το αποκαλούμε ‘ορατό φως’.
Την ίδια άποψη συμμερίζεται και ο ιστότοπος
https://www.livescience.com/7186-enduring-mystery-light.html
ο οποίος έχει αναρτήσει κάτω από τον τίτλο «Το Διαρκές Μυστήριο του Φωτός» ένα πλήρες, περιεκτικότατο άρθρο γύρω από το μυστηριώδες αυτό φαινόμενο, όπου το φως ταυτίζεται με ολόκληρο το ηλεκτρομαγνητικό φάσμα.
[Σ.Συν.: Στο κείμενο το όλο φάσμα αναφέρεται σαν ΦΩΣ]
Το Διαρκές Μυστήριο του Φωτός
[Α]
Περνάει μέσα από της τοίχους, αλλά επιβραδύνεται σαν σε ακινησία περνώντας μέσα από εξαιρετικά ψυχρά αέρια.
Μεταφέρει ηλεκτρονικές πληροφορίες για ραδιόφωνα και τηλεοράσεις, αλλά καταστρέφει γενετικές πληροφορίες στα κύτταρα.
Στρίβει γύρω από τα κτίρια και στριμώχνεται μέσα σε μικροσκοπικές οπές, αλλά εξοστρακίζεται από τα μικροσκοπικά ηλεκτρόνια.
Είναι φως. Αλλά παρ’ ότι το γνωρίζουμε κυρίως ως αντίθετο από το σκοτάδι, το μεγαλύτερο μέρος του φωτός δεν είναι ορατό από τα μάτια μας.
Από τα χαμηλής ενέργειας ραδιοκύματα έως της υψηλής ενέργειας ακτίνες γάμμα, το φως περιστρέφεται γύρω μας, αντανακλάται από εμάς και κάποιες φορές μας διαπερνάει.
Επειδή είναι τόσα πολλά πράγματα μαζί, ο καθορισμός του φωτός είναι ένα κομμάτι φιλοσοφικής σύγχυσης.
Το φως δεν μας βοηθά στον καθορισμό του, συνεχίζοντας να μας εκπλήττει, με καινοτομίες που μεταβάλλουν την ταχύτητα και την τροχιά του με απροσδόκητους τρόπους.
Είναι κύμα;
Αυτό που συνδέει μαζί τα μικροκύματα, τις ακτινογραφίες και τα χρώματα του ουράνιου τόξου είναι ότι όλα τους είναι κύματα, ηλεκτρομαγνητικά κύματα για την ακρίβεια.
Η υπόστασή του που ρέει εμπρός και πίσω δεν είναι νερό ή αέρας, αλλά ένας συνδυασμός ηλεκτρικών και μαγνητικών πεδίων.
Αυτά τα πεδία διακύμανσης ασκούν δυνάμεις στα φορτισμένα σωματίδια – κάποιες φορές τα αναγκάζουν να ανεβαίνουν προς τα πάνω και να κατεβαίνουν προς τα κάτω σαν σημαδούρες στον ωκεανό.
Αυτό που διαχωρίζει τις μορφές του φωτός είναι το μήκος κύματος.
Τα μάτια μας είναι ευαίσθητα έτσι που να αντιλαμβάνονται το φως ορατό στα μήκη κύματος μεταξύ 750 νανομέτρων (κόκκινο) και 380 νανομέτρων (ιώδες), όπου ένα νανόμετρο είναι ένα δισεκατομμυριοστό του μέτρου ή περίπου το μέγεθος του μορίου.
Αλλά το ορατό φάσμα – που διαθλάται μέσα από ένα πρίσμα – είναι μόνο ένα μικρό κομμάτι ολόκληρου του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος.
Το μήκος κύματος του φωτός κυμαίνεται από εκατοντάδες χιλιόμετρα για τα μεγάλα ραδιοκύματα έως ένα εκατομμυριοστό του νανομέτρου για τις ακτίνες γάμμα.
Η ενέργεια του φωτός είναι αντιστρόφως ανάλογη με το μήκος κύματος, έτσι ώστε οι ακτίνες γάμμα είναι δισεκατομμύρια δισεκατομμυρίων φορές πιο ενεργητικές από τα ραδιοκύματα.
Ή είναι σωματίδια;
Αλλά τα κύματα δεν είναι η όλη ιστορία.
Το φως αποτελείται από σωματίδια που ονομάζονται φωτόνια.
Αυτό είναι πιο προφανές στο υψηλότερο ενεργειακό φως, όπου βρίσκονται οι ακτίνες Χ και οι ακτίνες γάμμα, αλλά είναι μια πραγματικότητα που απλώνεται μέχρι τα χαμηλότερης ενέργειας ραδιοκύματα.
Το κλασικό παράδειγμα των στοιχειωδών σωματιδίων είναι το φωτοηλεκτρικό φαινόμενο, κατά το οποίο το φως που προσκρούει σε ένα μεταλλικό φύλλο προκαλεί την εκτόξευση ηλεκτρονίων από την επιφάνεια.
Παραδόξως, φως μεγαλύτερο από ένα ορισμένο μήκος κύματος δεν μπορεί να απελευθερώσει ηλεκτρόνια, ανεξάρτητα από την λαμπρότητα της πηγής του.
Μια αυστηρά κυματομορφική θεωρία του φωτός δεν μπορεί να εξηγήσει αυτήν την κυματομετρική αρχή, δεδομένου ότι πολλά κύματα μεγάλου μήκους συγκεντρώνουν την ίδια συνολική ενέργεια που συγκεντρώνουν μερικά κύματα μικρού μήκους.
Ο Albert Einstein αποκρυπτογράφησε το μυστήριο το 1905 υποθέτοντας ότι σωματίδια φωτός συγκρούονται με τα ηλεκτρόνια, όπως συγκρούονται οι μπάλες του μπιλιάρδου. Μόνο σωματίδια φωτός μικρού μήκους κύματος μπορούν να δώσουν ένα αρκετά δυνατό λάκτισμα.
Παρά την επιτυχία αυτή, η θεωρία των σωματιδίων δεν αντικατέστησε ποτέ τη θεωρία των κυμάτων, αφού μόνο τα κύματα μπορούν να περιγράψουν πώς το φως παρεμβάλλεται στον εαυτό του όταν περνά μέσα από δύο σχισμές. Επομένως, πρέπει να θεωρούμε το φως και σαν σωματίδια και σαν κύμα – ενεργώντας κάποιες φορές τόσο σκληρά όσο ο βράχος, κάποιες φορές τόσο μαλακά όσο ο κυματισμός.
Οι φυσικοί αποκαθιστούν την διάσπαση της προσωπικότητας του φωτός, θεωρώντας το σαν κύματα που ταξιδεύουν αποτελούμενα από μια σφιχτή δέσμη σωματιδίων.
(συνεχίζεται)
admin is | Topic: Ηλεκτρομαγνητικό φάσμα και Φως, φως | Tags: None
No Comments, Comment or Ping
Reply to “Το διαρκες μυστηριο του φωτος [Α]”