لطالما كان الضوء أحد العناصر الرئيسيةكائنات الدراسة. سعى العديد من العلماء لمعرفة طبيعتها ، لكن كان من الصعب القيام بذلك بسبب الفرص المحدودة. كانت النظرية الأولى التي حاولت تفسير طبيعة الضوء هي نظرية الموجة. لفترة طويلة كان يعتبر صحيحًا وصحيحًا ، ولم تكن هناك شروط مسبقة لتشكيل ثنائية موجة-جسيم. في ذلك الوقت في الفيزياء ، كان يعتقد أن الضوء بطبيعته عبارة عن موجة ، وأن الذرات والجسيمات الصغيرة الأخرى تمتلك فقط الخصائص الجسدية.
بدأت النظرية في الانهيار لأنها فشلتشرح هيكل الذرة. نتيجة لتجاربه ، افترض رذرفورد أن نواة الذرة في المركز ، والجزء الأكبر يتركز هناك ، والإلكترونات موزعة في جميع أنحاء الحجم بأكمله ، وتملأ الفراغ بحرية. لكن لم يتم تأكيد النظرية ، لأنه وفقًا للحسابات ، لا يمكن أن يكون مثل هذا النظام مستقرًا.
المتطلبات الأساسية لتشكيل نظرية جديدة
في وقت لاحق تم اكتشاف ظاهرة التأثير الكهروضوئي والتيتجاوز إطار الفيزياء الكلاسيكية ، التي كانت سائدة في ذلك الوقت. بعد ذلك ، كان التأثير الكهروضوئي هو الذي ساعد على تكوين ثنائية موجة الجسيمات ، لأن هذا أدى إلى الحاجة إلى إنشاء فيزياء الكم. كانت ميزتها هي أن الجسيمات حصلت على خصائص ستكون مستحيلة إذا نُظر إليها في ضوء مبادئ الفيزياء الكلاسيكية. أصبحت ثنائية الجسم الموجي واحدة من أولى النظريات التي تمت دراستها في فرع جديد من فروع الفيزياء.
كان جوهر التأثير الكهروضوئي عاديًاالمواد الواقعة تحت تأثير إشعاع الموجة القصيرة تنبعث منها إلكترونات سريعة. كان الخلاف الرئيسي مع الفيزياء الكلاسيكية هو حقيقة أن طاقة الإلكترونات السريعة المنبعثة لا تعتمد على كثافة الإشعاع. فقط خصائص المادة نفسها ، وكذلك تواتر الإشعاع ، كانت لها قيم. في ذلك الوقت ، لم يكن من الممكن شرح آليات إطلاق الإلكترونات الضوئية على أساس البيانات المتاحة.
بدت نظرية الموجة ضئيلة ولا ينكر. وفقا لها ، تم توزيع الطاقة الإشعاعية بشكل موحد في موجة الضوء. عندما يصطدم بإلكترون ، فإنه يمنحه كمية معينة من الطاقة ، على التوالي ، وفقًا لهذه النظرية ، كلما زادت الشدة ، زادت الطاقة. ومع ذلك ، في الواقع ، تحول كل شيء إلى حد ما بشكل مختلف.
تطوير فكرة الثنائية
بدأ ألبرت أينشتاين في التعبير عن أفكار حولالطبيعة المنفصلة للضوء. بدأ أيضًا في تطوير نظرية المجال الكمومي ومفهوم المجالات الكمومية ، مما ساعد في تشكيل ثنائية الموجة والجسيم.
خلاصة القول هي أنهم يستطيعونللتأثير على الموجات الكهرومغناطيسية ، فإن لها الخصائص الفيزيائية لتيار من الجسيمات - الفوتونات. لكن في الوقت نفسه ، في ظواهر مثل الانعراج والتداخل ، يوضح الضوء خصائص واضحة للموجة. تم إجراء عدد من التجارب لإثبات ازدواجية بنية الضوء. على أساسهم تم بناء ثنائية الموجة والجسيم للضوء ، أي يُظهر الفوتون خصائص جسمية ، ولكن في عدد من التجارب كان له مظهر واضح لخصائص الموجة.
عليك أن تفهم أن مثل هذه الأفكار لهذا الغرضاللحظة ليست سوى ذات أهمية تاريخية. تم تشكيل ثنائية الموجة الجسدية لخصائص المادة كنظرية في وقت كانت فيه دراسة هذه الخصائص قد بدأت للتو ، وفي نفس الوقت تم إنشاء فروع جديدة للفيزياء. كانت هذه النظرية محاولة لشرح الظواهر الجديدة بلغة الفيزياء الكلاسيكية.
في الواقع ، من حيث فيزياء الكمهذه الأشياء ليست جسيمات بالمعنى الكلاسيكي على الأقل. يكتسبون بعض الخصائص فقط عند الاقتراب منهم. ومع ذلك ، لا تزال نظرية الثنائية تستخدم لشرح مبادئ معينة لطبيعة الضوء.
