Tarih boyunca insanlık, ışık gibi bir fenomenin doğası hakkında düşünmüştür. Antik çağlardan günümüze bu konudaki fikirler değişmiş ve gelişmiştir. En popüler hipotezler, ışığın bir parçacık ya da dalga olduğu yönündeydi. Işığın doğasını ve davranışını inceleyen modern bilim dalına optik denir.
Işıkla ilgili fikirlerin gelişim tarihi
Aristoteles gibi antik Yunan filozoflarının fikirlerine göre ışık, insan gözünden yayılan ışınlardır. Uzayı dolduran şeffaf bir madde olan eter aracılığıyla bu ışınlar yayılır ve bir kişinin nesneleri görmesini sağlar.
Başka bir filozof olan Platon, Güneş'in Dünya'daki ışık kaynağı olduğunu öne sürdü.
Filozof ve matematikçi Pisagor, nesnelerden küçük parçacıkların uçtuğuna inanıyordu. İnsan gözünün içine girerek bize bu nesnelerin görünümü hakkında bir fikir veriyorlar.
Görünüşteki saflığa rağmen, bu hipotezler düşüncenin daha da gelişmesinin temellerini attı.
Yani, 17. yüzyılda Alman bilim adamı Johannes KeplerPlaton ve Pisagor'un fikirlerine yakın bir teori dile getirdi. Ona göre, ışık bir parçacıktır veya daha doğrusu, bir kaynaktan yayılan bir parçacık akışıdır.
Newton'un Parçacık Hipotezi
Bilim adamı Isaac Newton, bu fenomen hakkında bir dereceye kadar çelişkili fikirleri birleştiren bir teori ortaya koydu.
Newton'un hipotezine göre ışık, hareket hızı çok yüksek olan bir parçacıktır. Corpuscles homojen bir ortamda yayılır, ışık kaynağından düzgün ve doğrusal bir şekilde hareket eder. Bu parçacıkların akışı göze girerse, kişi kaynağını gözlemler.
Bilim adamına göre, zerrecikler farklı boyutlardaydı ve farklı renkler izlenimi veriyordu. Örneğin, büyük parçacıklar bir kişinin kırmızı görmesine katkıda bulunur. Katı bir bariyerden parçacıkların geri tepmesiyle bir ışık akışının yansıması fenomenini tartıştı.
Bilim adamı beyaz rengi tayfın tüm renklerinin birleşimiyle açıkladı. Bu sonuç, 1666'da keşfettiği bir fenomen olan dağılma teorisinin temelidir.
Newton'un hipotezleri, birçok optik olayı açıklayarak çağdaşları arasında büyük kabul gördü.
Huygens'in dalga teorisi
Aynı zamanda başka bir bilim adamı olan Christian Huygens, ışığın bir parçacık olduğu konusunda hemfikir değildi. Işığın doğasına ilişkin dalga hipotezini ortaya attı.
Huygens, nesneler arasındaki ve nesnelerin kendilerindeki tüm boşluğun eter ile dolu olduğuna ve ışık radyasyonunun darbeler, bu eterde yayılan dalgalar olduğuna inanıyordu. Işığa ulaşan eterin her bölümüdalga, ikincil dalgalar olarak adlandırılan bir kaynak haline gelir. Işığın girişimi ve kırınımı üzerine yapılan deneyler, ışığın doğasına ilişkin bir dalga açıklaması olasılığını doğruladı.
Huygens'in teorisi, çoğu bilim insanı ışığı bir parçacık olarak görme eğiliminde olduğundan, zamanında pek kabul görmedi. Ancak, daha sonra Jung ve Fresnel gibi birçok bilim insanı tarafından benimsendi ve geliştirildi.
Görüntülemelerin daha da geliştirilmesi
Fizikte ışığın ne olduğu sorusu bilim insanlarının kafasını meşgul etmeye devam etti. 19. yüzyılda James Clerk Maxwell, ışık radyasyonunun yüksek frekanslı elektromanyetik dalgalar olduğu teorisini geliştirdi. Fikirleri, boşluktaki ışığın hızının elektromanyetik dalgaların hızına eşit olduğu gerçeğine dayanıyordu.
1900'de Max Planck bilime "kuantum" terimini soktu ve bu terim "porsiyon", "küçük miktar" olarak tercüme edildi. Planck'a göre, elektromanyetik dalgaların ışıması sürekli olarak değil, nicel olarak kısımlar halinde meydana gelir.
Bu fikirler Albert Einstein tarafından geliştirildi. Işığın sadece yayılmadığını, aynı zamanda parçacıklar tarafından emildiğini ve yayıldığını da öne sürdü. Bunları belirtmek için "fotonlar" kelimesini kullandı (terim ilk kez Gilbert Lewis tarafından önerildi).
Parçacık-dalga ikiliği
Işığın doğasının modern açıklaması, dalga-parçacık ikiliği kavramında yatmaktadır. Bu fenomenin özü, maddenin hem dalga hem de parçacık özelliklerini sergileyebilmesidir. Işık böyle bir maddenin bir örneğidir. Görünüşte zıt görüşlere sahip bilim adamlarının çalışmaları, ışığın ikili doğasının teyididir. Işık aynı anda hem parçacık hem de dalgadır. Bu özelliklerin her birinin tezahür derecesi, belirli fiziksel koşullara bağlıdır. Bazı durumlarda ışık, kaynağının dalga teorisini doğrulayan bir elektromanyetik dalganın özelliklerini sergiler, diğer durumlarda ışık bir cisimcikler (fotonlar) akışıdır. Bu, ışığın bir parçacık olduğunu belirtmek için temel oluşturur.
Işık, fizik tarihinde parçacık-dalga ikiliğinin varlığını tanıyan ilk madde oldu. Daha sonra bu özellik bir dizi başka konuda keşfedildi, örneğin moleküllerde ve nükleonlarda dalga davranışı gözlemlendi.
Özetlemek gerekirse, ışığın iki bin yıldan fazla fikirlerin gelişim tarihi olan eşsiz bir fenomen olduğunu söyleyebiliriz. Bu fenomenin modern anlayışına göre ışık, hem dalgaların hem de parçacıkların özelliklerini gösteren ikili bir doğaya sahiptir.
