Свет — частицы или волны

Физическую природу света начали изучать в 17-м веке.

Как вы уже знаете из курса физики основной школы, датский астроном О. Рёмер смог первым измерить скорость света, наблюдая за затмениями спутников Юпитера. В дальнейшем полученный им результат был уточнён. Согласно современным данным, скорость света составляет 300 000 км/с.

Учёным были известны две различные формы движения, казавшиеся тогда взаимоисключающими:

• движение тел;

• распространение волн.

Эти формы движения принципиально различаются тем, что при движении тел вещество перемещается, а при распространении волн перемещения вещества нет.

Возник вопрос: что же представляет собой свет: это движение потока частиц или распространение волн?

Корпускулярная теория света

И. Ньютон предположил, что свет является потоком мельчайших частиц. Такое представление о природе света называют корпускулярнои теорией света.

Исаак Ньютон

Корпускулярная теория убедительно объясняет прямолинейное распространение света, а также его отражение. Она объясняет также распространение света в пустоте (благодаря чему мы видим Солнце и далёкие звёзды).

Для распространения же волн, как тогда считали, необходима материальная среда, возмущениями которой и являются волны (подобно звуковым волнам в веществе).

Но если такая материальная среда существует, то почему Земля и планеты тысячелетиями движутся вокруг Солнца, не испытывая никакого сопротивления этой среды?

Волновая теория света

Создателем волновой теории света был голландский учёный X. Гюйгенс. Главным доводом в пользу волновой теории он считал тот факт, что световые лучи свободно проходят друг сквозь друга, а это характерно именно для распространения волн. В пересекающихся же потоках частиц должны происходить столкновения между частицами.

Христиан Гюйгенс

Более ста лет ни одна из упомянутых двух теорий света не могла одержать верх над другой. И только в начале 19-го века английский физик Т. Юнг поставил опыты, которые однозначно решили этот спор в пользу волновой теории света.

Правда, ещё через сто лет, в начале 20-го века, вопрос о физической природе света встал перед физиками снова. Но об этом мы расскажем в следующей главе.

В своих опытах Юнг установил, что для света наблюдается явление, которое объясняет волновая теория света, но которое нельзя объяснить в рамках корпускулярной теории. Это явление состоит в том, что в одних областях пространства волны усиливают друг друга, а в других — ослабляют.