Põhiline erinevus valguse lainelise ja osakese olemuse vahel seisneb selles, et valguse laineline olemus ütleb, et valgus võib käituda elektromagnetlainena, samas kui valguse osakeste olemus väidab, et valgus koosneb osakestest, mida nimetatakse footoniteks.
Laine-osakeste duaalsus on kvantmehaanika mõiste. Selles öeldakse, et kõigil osakestel ja kvantüksustel on mitte ainult laine, vaid ka osakeste käitumine. Klassikalised "laine" ja "osakeste" mõisted ei suuda täielikult kirjeldada kvantmastaabis objektide käitumist; seega on laine-osakeste duaalsuse teooria selle jaoks väga oluline.
Mis on valguse laineline olemus?
Laine on perioodiline võnkumine, mille abil edastatakse energiat läbi ruumi. Valguse laineline olemus väidab, et valgus on teatud tüüpi elektromagnetlaine. Inimesed näevad seda lainet. Valguse lainelise olemuse esimene näide oli difraktsiooni ja interferentsi katsete kasutamine.
Valguse tootmine toimub ühel neist kahest meetodist – hõõguv või luminestsents. Hõõgumine on kuuma aine valguse emissioon, samas kui luminestsents on valguse emissioon ergastatud elektronide langemisel maa energiatasemele.
Joonis 01: Elektromagnetlainete illustratsioon
Valgus, nagu kõik muud elektromagnetlained, võib liikuda läbi vaakumi. Samuti on see perioodiline, mis tähendab, et seda korratakse regulaarselt nii ruumis kui ajas. Sarnaselt teistele lainetele on valgusel ka lainepikkus (kahe laine vaheline kaugus), sagedus (ajaühikus esinevate lainete arv) ja kiirus (umbes 3 x 108 m /s).
Mis on valguse osakeste olemus?
Osake on aine osa. Valguse osakeste olemuses nimetame valgusosakesi aga footoniteks. Aastal 1700 väitis Sir Isaac Newton, et valgus on osakeste hunnik, sest kui ta kasutas prismat päikesevalguse eri värvideks jagamiseks, oli loodud varjude äärealad äärmiselt teravad ja selged.
Joonis 02: Kontseptuaalne animatsioon valguse hajumisest, kui see liigub läbi prisma
Footon on elementaarosake ja valguskvant. Footoni energiat saame arvutada võrrandiga E=hv, kus energia on E, h on Plancki konstant ja v on valguse kiirus. Siin tähendab valguse intensiivsuse suurendamine seda, et oleme ajaühikus pindala läbivate footonite arvu suurendanud. Pealegi pole footonil massi, vaid see on stabiilne osake. Footon võib interaktsiooni käigus oma energia teisele osakesele üle kanda.
Mis vahe on valguse lainel ja osakesel?
Laine-osakeste duaalsus on teooria, mis kirjeldab, et valgusel on nii laine kui ka osakeste olemus. Peamine erinevus valguse laine ja osakese olemuse vahel on see, et valguse laineline olemus selgitab, et valgus võib käituda elektromagnetlainena, samas kui valguse osakeste olemus selgitab, et valgus koosneb osakestest, mida nimetatakse footoniteks.
Pealegi, teadlaste Francesco Maria Grimaldi ja Sir Isaac Newtoni sõnul, kes märkisid esimesena need kaks valguse olemust, Francesco Maria Grimaldi jälgis valguse difraktsiooni ja väitis, et valgusel on lainete käitumine, samas kui Sir Isaac Newton leidis, et kui prisma jagab päikesevalguse erinevateks värvideks, oli loodud varjude perifeeria äärmiselt terav ja selge, mis pani ta väitma valguse osakeste olemust.
Kokkuvõte – valguse laine vs osakeste olemus
Laine-osakeste duaalsuse teooria on kaasaegne teooria, mis väidab, et valgusel on nii laine- kui ka osakeste käitumine. Peamine erinevus valguse laine ja osakese olemuse vahel on see, et valguse laineline olemus kirjeldab, et valgus võib käituda elektromagnetlainena, samas kui valguse osakeste olemus kirjeldab, et valgus koosneb osakestest, mida nimetatakse footoniteks.
