Różnica między falą a cząsteczkową naturą światła

The kluczowa różnica między falową a cząsteczkową naturą światła jest to, że falowa natura światła stwierdza, że ​​światło może zachowywać się jak fala elektromagnetyczna, podczas gdy cząstkowa natura światła stwierdza, że ​​światło składa się z cząstek zwanych fotonami.

Dualizm falowo-cząsteczkowy jest pojęciem w mechanice kwantowej. Stwierdza, że ​​wszystkie cząstki i byty kwantowe mają nie tylko zachowanie falowe, ale także zachowanie cząsteczkowe. Klasyczne pojęcia „fala” i „cząstka” nie mogą w pełni opisać zachowania obiektów w skali kwantowej; dlatego teoria dualności fali-cząstki jest bardzo ważna do tego.

ZAWARTOŚĆ

1. Przegląd i kluczowa różnica
2. Czym jest Wave Nature of Light
3. Czym jest cząstkowa natura światła
4. Porównanie obok siebie - Fala vs. Cząstka Natura światła w formie tabelarycznej
5. Podsumowanie

Czym jest Wave Nature of Light?

Fala to okresowa oscylacja, za pomocą której energia jest przenoszona przez przestrzeń. Charakter falowy światła stwierdza, że ​​światło jest rodzajem fali elektromagnetycznej. Ludzie widzą tę falę. Pierwszą ilustracją falowego charakteru światła były eksperymenty dotyczące dyfrakcji i interferencji.

Produkcja światła pochodzi z jednej z tych dwóch metod - żarzenia lub luminescencji. Żarzenie to emisja światła z gorącej materii, podczas gdy luminescencja to emisja światła podczas spadku elektronów wzbudzonych do poziomu energii gruntu.

Rysunek 01: Ilustracja fal elektromagnetycznych

Światło, tak samo jak wszystkie inne fale elektromagnetyczne, może podróżować przez próżnię. Ponadto jest okresowy, co oznacza, że ​​jest powtarzany regularnie zarówno w czasie, jak i przestrzeni. Podobnie jak inne fale, światło ma również długość fali (odległość między dwiema falami), częstotliwość (liczbę fal, które występują w jednostce czasu) i prędkość (około 3 x 10⁸ m / s).

Czym jest cząstkowa natura światła?

Cząstka jest częścią materii. Jednak w cząsteczkowej naturze światła nazywamy fotony cząstkami światła. W 1700 roku Sir Isaac Newton stwierdził, że światło jest wiązką cząstek, ponieważ kiedy użył pryzmatu do podzielenia światła słonecznego na różne kolory, obwód utworzonych cieni był wyjątkowo ostry i wyraźny.

Ryc. 02: Animacja pojęciowa rozproszenia światła poruszającego się przez pryzmat

Foton jest cząstką elementarną i kwantem światła. Możemy obliczyć energię fotonu za pomocą równania E = hv, gdzie energia to E, h to stała Plancka, a v to prędkość światła. Tutaj zwiększenie intensywności światła oznacza, że ​​zwiększyliśmy liczbę fotonów przekraczających obszar na jednostkę czasu. Co więcej, foton nie ma masy, ale jest stabilną cząsteczką. Foton może przenosić swoją energię do innej cząstki podczas interakcji.

Jaka jest różnica między falą a cząsteczkową naturą światła?

Dualizm falowo-cząsteczkowy jest teorią opisującą, że światło ma naturę zarówno falową, jak i cząsteczkową. Kluczowa różnica między falową a cząsteczkową naturą światła polega na tym, że falowa natura światła wyjaśnia, że ​​światło może zachowywać się jak fala elektromagnetyczna, podczas gdy cząstkowa natura światła wyjaśnia, że ​​światło składa się z cząstek zwanych fotonami.

Co więcej, według naukowców Francesco Maria Grimaldi i Sir Isaac Newton, którzy po raz pierwszy zauważyli te dwie natury światła, Francesco Maria Grimaldi zaobserwował dyfrakcję światła i stwierdził, że światło zachowuje fale, podczas gdy Sir Isaac Newton stwierdził, że gdy pryzmat dzieli światło słoneczne na różne kolory, obwód stworzonych cieni był niezwykle ostry i wyraźny, co doprowadziło go do stwierdzenia cząstkowej natury światła.

Podsumowanie - Wave vs. Particle Nature of Light

Teoria dualności falowo-cząsteczkowej jest nowoczesną teorią, według której światło zachowuje zarówno falę, jak i cząstkę. Kluczowa różnica między falową a cząsteczkową naturą światła polega na tym, że falowa natura światła opisuje, że światło może zachowywać się jak fala elektromagnetyczna, podczas gdy cząstkowa natura światła opisuje, że światło składa się z cząstek zwanych fotonami.

Odniesienie:

1. „Falowa natura światła”. Chemia LibreTexts, Libretexts, 1 czerwca 2019, Dostępne tutaj.

Zdjęcie dzięki uprzejmości:

1. „Fale elektromagnetyczne” Autor: DECHAMMAKL - Praca własna (CC BY-SA 4.0) przez Commons Wikimedia
2. „Koncepcyjne rozproszenie światła” Autor: LucasVB - Praca własna (domena publiczna) za pośrednictwem Commons Wikimedia