Tip:
Highlight text to annotate it
X
Podíváte se na stůl a na něm leží žlutá tužka.
Vaše oči, a potom i váš mozek sbírají
všechny možné informace o tužce:
její velikost,
barvu,
tvar,
vzdálenost,
a další.
Ale jak to přesně funguje?
Antičtí Řekové byli první,
kdo víceméně vědecky přemýšleli
o tom, co je světlo a jak funguje zrak.
Někteří Řečtí filozofové,
včetně Platóna a Pythagora,
mysleli, že světlo pochází z našich očí
a že zrak funguje na principu neviditelných sond,
které byly vyslány, aby shromáždily informace o vzdálených objektech.
Po více než tisíci letech
přišel Arabský vědec Ahazen na to,
že stará, Řecká teorie není správná.
V Alhazenově teorii vaše oči nevysílají
neviditelné, informace shromažďující sondy,
ale pouze takové, které světlo jednoduše sbírají, protože jej pohltí.
Pro Alhazenovu teorii hraje fakt,
že Řekové nemohli jednoduše vysvětlit,
proč se objevuje tma.
Základní myšlenka je taková, že jenom velmi málo objektů vyzařuje vlastní světlo.
Výjimečné, světlo vyzařující objekty,
jako je Slunce
nebo žárovka,
se nazývají zdroje světla.
Většina věcí, které vidíme,
jako je tužka na vašem stole,
jednoduše odráží světlo ze zdroje,
ale žádné vlastní neprodukují.
Takže když se podíváte na svou tužku,
světlo, které jde do vašeho oka, pochází ze Slunce
a urazilo miliony kilometrů skrz prázdný prostor
než se odrazilo od tužky do vašeho oka,
což je úžasné, když se *** tím zamyslíte.
Ale co přesně je to, co vyzařuje Slunce
a jak to vidíme?
Je to částice, jako jsou atomy,
nebo je to vlna, jako vlnění na hladině rybníka?
Vědci moderní éry strávili několik století
zkoumáním odpovědi na tuto otázku.
Isaac Newton byl jedním z prvních.
Newton věřil, že světlo se skládá
z malým, atomům podobných částic, které nazval "tělíska".
Používaje tento předpoklad, Newton byl schopen vysvětlit některé vlastnosti světla.
Například lom světla,
který nám říká, jak se paprsek světla láme,
když prochází ze vzduchu do vody.
Ale ve vědě se mohou i géniové mýlit.
V 19. století, dávno po Newtonově smrti,
provedli vědci řadu experimentů,
které jasně ukázaly, že světlo se nemůže skládat
z malých částic podobných atomům.
Zaprvé: dva paprsky světla, které si zkříží cestu,
na sebe vzájemně nepůsobí.
Pokud by světlo bylo složeno z malých, pevných míčků,
očekávali byste, že by některé částice z Paprsku A
narazily do nějakých částic z Paprsku B.
Pokud by tato situace nastala, obě částice účastnící se kolize
by se odrazily v náhodných směrech.
Ale tohle se neděje.
Paprsky projdou navzájem skrz,
jak se můžete sami přesvědčit pomocí
dvou laserových ukazovátek a prachu z křídy.
Za další: světlo vytváří vzorce při vzájemném působení.
Vzorce při vzájemném působení jsou komplikovaná vlnění, která nastanou,
když se dvě vlnění šíří stejným prostorem.
Můžete je spatřit, když dva předměty
dělají vlny na klidné hladině rybníku,
a také když dva bodové zdroje světla
umístíte blízko sebe.
Pouze vlnění vytváří vzorce při vzájemném působení,
částice ne.
Navíc, jako bonus, porozumění, že světlo se chová jako vlnění,
přirozeně vede k vysvětlení, co je barva
a proč ta tužka vypadá žlutě.
Takže platí, že světlo je vlnění, ne?
Ne tak rychle!
V 20. století provedli vědci experimenty,
které ukazují, že se světlo chová jako částice.
Například když posvítíte na kov,
světlo přemístí svoji energii do atomů železa
pomocí malých balíčků zvaných "kvanta".
Zároveň ale také nemůžeme zapomenout na vzájemné působení.
Takže "kvanta" světla vůbec nejsou
malé, pevné koule, jak si představoval Newton.
Výsledek, že světlo se někdy chová jako částice
a někdy jako vlnění
vedl k nové, revoluční fyzikální teorii zvané
kvantová mechanika.
Takže po tom všem, vraťme se zpět k otázce
"Co je světlo?"
Světlo se nepodobá ničemu,
s čím jsme zvyklí pracovat v našem každodenním životě.
Někdy se chová jako částice
a jindy jako vlnění,
ale není přesně ani jedno, ani druhé.