2015 Мiжна­ро­дний рiк Свiтла i Свiтло­вих те­хно­ло­гiй

International Year of Light 2015

Kolosok - - ЗМІСТ -

ЦЬОГОРIЧНА СЕНСАЦIЯ. Швей­цар­ські вче­ні роз­ро­би­ли екс­пе­ри­мен­таль­ний ме­тод, за до­по­мо­гою яко­го впер­ше вда­ло­ся сфо­то­гра­фу­ва­ти сві­тло одно­ча­сно і як хви­лю, і як по­тік ча­сти­нок (фото пра­во­руч). Це ди­во­ви­жно ще й то­му, що са­ме сві­тло є за­со­бом, за до­по­мо­гою яко­го мо­жна зро­би­ти фо­то­гра­фію.

ЯК ЦЕ ЗРО­БИ­ЛИ? Гру­па Фа­брі­ціо Кар­бо­не (Fabrizio Carbone) на­ді­сла­ла ла­зер­ний ім­пульс у на­но­про­від ді­а­ме­тром 0,00008 мм. Під ді­єю енер­гії ла­зе­ра за­ря­дже­ні ча­стин­ки на­но­про­во­ду ві­бру­ють, і ко­ли­ва­н­ня роз­по­всю­джу­є­ться вздовж про­від­ни­ка у про­ти­ле­жних на­прям­ках (на­че машини на ма­гі­стра­лі з дво­ма сму­га­ми). На­кла­да­ю­чись, ці хви­лі утво­рю­ють тре­тю, сто­я­чу. Са­ме во­на, ви­про­мі­ню­ю­чи по­бли­зу про­во­ду, слу­гує дже­ре­лом сві­тла у екс­пе­ри­мен­ті.

На дру­го­му ета­пі екс­пе­ри­мен­ту вче­ні спря­мо­ву­ють по­тік еле­ктро­нів так, щоб сто­я­ча хви­ля від­би­ва­ла­ся від них. Вза­є­мо­ді­ю­чи з хви­лею, електрони при­ско­рю­ю­ться або спо­віль­ню­ю­ться. Над­швид­кі­сний мі­кро­скоп фі­ксує то­чки, де змі­ню­є­ться швид­кість еле­ктро­нів, а вче­ні спо­сте­рі­га­ють кар­ти­ну сто­я­чої хви­лі, яка й до­во­дить хви­льо­ву при­ро­ду сві­тла.

Во­дно­час електрони, ру­ха­ю­чись вздовж сто­я­чої хви­лі, за­зна­ють зі­ткнень з фо­то­на­ми і змі­ню­ють свою швид­кість. Ди­на­мі­ка цих змін на­га­дує обмін пор­ці­я­ми енер­гії (кван­та­ми) між еле­ктро­на­ми та ча­стин­ка­ми хви­лі. Вла­сне на­яв­ність та­ких обмі­нів пор­ці­я­ми енер­гії і до­ве­ла, що сві­тло по­во­дить се­бе і як по­тік ча­сти­нок.

Сві­тло – це ча­стин­ки (І. Нью­тон) Сві­тло – це хви­ля (Х. Гюй­генс)

А як ду­ма­єш ти? У цьо­му чи­слі жур­на­лу ми за­вер­ши­ли цикл ста­тей Сер­гія Ма­ли­ни­ча „Сві­тло у на­шій осе­лі”, але бу­де­мо про­дов­жу­ва­ти цю те­ма­ти­ку і на­да­лі. Адже 2015 рік

Ге­не­раль­на Асам­блея ООН офі­цій­но ого­ло­си­ла Мі­жна­ро­дним ро­ком Сві­тла і Сві­тло­вих те­хно­ло­гій (IYL2015).

РОЗ­ВИ­ТОК ПОГЛЯДIВ НА ПРИ­РО­ДУ СВIТЛА

Сві­тло – одна з най­за­гад­ко­ві­ших суб­стан­цій у Все­сві­ті. По­гля­ди на при­ро­ду сві­тла змі­ню­ва­ли­ся впро­довж ві­ків.

• Гре­цький фі­ло­соф Пла­тон (427–327 рр. до н. е.) ство­рив одну з пер­ших те­о­рій сві­тла.

• Ев­клід і Ари­сто­тель (300–250 рр. до н. е.) до­слі­дним шля­хом вста­но­ви­ли за­кон пря­мо­лі­ній­но­го по­ши­ре­н­ня сві­тла та не­за­ле­жність по­ши­ре­н­ня сві­тло­вих про­ме­нів.

Вче­ні вва­жа­ють, що істо­рію ви­вче­н­ня при­ро­ди сві­тла вар­то роз­по­чи­на­ти з XVII сто­лі­т­тя.

• У XVII сто­літ­ті дат­ський астро­ном Ре­мер (1644–1710) ви­мі­ряв швид­кість сві­тла, іта­лій­ський фі­зик Гри­маль­ді (1618–1663) від­крив яви­ще ди­фра­кції, ге­ні­аль­ний ан­глій­ський уче­ний Нью­тон (1642–1727) роз­ви­нув кор­пу­ску­ляр­ну те­о­рію сві­тла, від­крив яви­ще дис­пер­сії та ін­тер­фе­рен­ції, Бар­то­лін (1625–1698) ви­явив по­двій­не про­ме­не­за­лом­ле­н­ня в ісланд­сько­му шпа­ті і за­клав осно­ви кри­ста­ло­о­пти­ки, Гюй­генс (1629–1695) за­по­ча­тку­вав хви­льо­ву те­о­рію сві­тла.

• Твор­цем еле­ктро­ма­гні­тної те­о­рії сві­тла став Ма­ксвел (1831–1879). Цю те­о­рію екс­пе­ри­мен­таль­но під­твер­див Герц і зго­дом Ле­бє­дєв.

• Ло­ренс (1896) вста­но­вив вза­є­мозв’язок між ви­про­мі­ню­ва­н­ням і стру­кту­рою ре­чо­ви­ни. Еле­ктро­ма­гні­тна те­о­рія Ма­ксве­ла ра­зом з еле­ктрон­ною те­о­рі­єю Ло­рен­са по­ясню­ва­ла всі ві­до­мі на той час оптичні яви­ща. Зда­ва­ло­ся, що при­ро­да сві­тла з’ясо­ва­на.

• На рубежі XIX і XX сто­літь фі­зи­ки сти­кну­ли­ся з опти­чни­ми яви­ща­ми, які еле­ктро­ма­гні­тна те­о­рія не мо­гла по­ясни­ти: ви­про­мі­ню­ва­н­ня і по­гли­на­н­ня сві­тла, ви­про­мі­ню­ва­н­ня аб­со­лю­тно чор­но­го ті­ла, фо­то­ефект та ін­ші.

• Кван­то­ва те­о­рія сві­тла ви­ни­кла на по­ча­тку XX сто­лі­т­тя. Її осно­во­по­ло­жни­ка­ми є Планк і Ейн­штейн. Від­по­від­но до ці­єї те­о­рії, сві­тло ви­про­мі­ню­є­ться і по­гли­на­є­ться ча­стин­ка­ми ре­чо­ви­ни дис­кре­тно, тоб­то окре­ми­ми пор­ці­я­ми – кван­та­ми сві­тла. Кван­то­ва те­о­рія у но­вій фор­мі не ли­ше від­ро­ди­ла ідеї кор­пу­ску­ляр­но­сті сві­тла, але й про­де­мон­стру­ва­ла єд­ність хви­льо­вих і кор­пу­ску­ляр­них явищ.

• Су­ча­сна те­о­рія сві­тла під­твер­джує йо­го дво­їсту при­ро­ду: хви­льо­ву і кор­пу­ску­ляр­ну.

Newspapers in Ukrainian

Newspapers from Ukraine

© PressReader. All rights reserved.