Адамзат тарых бою жарык сыяктуу кубулуштун табияты жөнүндө ойлонгон. Байыркы доорлордон бүгүнкү күнгө чейин ал тууралуу ойлор өзгөрүп, жакшырып келген. Эң популярдуу гипотезалар жарык бөлүкчө же толкун болуп саналат. Жарыктын табиятын жана жүрүм-турумун изилдеген заманбап илим тармагы оптика деп аталат.
Жарык жөнүндөгү идеялардын өнүгүү тарыхы
Аристотель сыяктуу байыркы грек философторунун идеялары боюнча жарык – адамдын көзүнөн чыккан нурлар. Эфир, мейкиндикти толтурган тунук зат аркылуу бул нурлар жайылып, адамга объекттерди көрүүгө мүмкүндүк берет.
Дагы бир философ Платон Күн Жердеги жарыктын булагы деп айткан.
Философ жана математик Пифагор кичинекей бөлүкчөлөр нерселерден учуп чыгат деп ишенген. Адамдын көзүнө кирип, алар бизге бул нерселердин сырткы көрүнүшү жөнүндө түшүнүк берет.
Бул гипотезалар ой жүгүртүүнүн андан аркы өнүгүшүнө негиз салган.
Ошентип, 17-кылымда немис окумуштуусу Иоганнес КеплерПлатон менен Пифагордун идеяларына жакын теорияны билдирген. Анын ою боюнча, жарык бөлүкчө, тагыраак айтканда, кандайдыр бир булактан тараган бөлүкчөлөрдүн агымы.
Ньютондун корпускулярдык гипотезасы
Окумуштуу Исаак Ньютон бул кубулуш жөнүндө кандайдыр бир деңгээлде карама-каршы пикирлерди бириктирген теорияны алдыга койгон.
Ньютондун гипотезасына ылайык, жарык кыймыл ылдамдыгы өтө жогору болгон бөлүкчө. Корпускулалар бир тектүү чөйрөдө таралып, жарык булагынан бир калыпта жана түз сызыктуу кыймылдашат. Бул бөлүкчөлөрдүн агымы көзгө кирсе, анда адам анын булагын байкайт.
Окумуштуунун айтымында, корпускулалар ар кандай өлчөмдө болуп, ар кандай түстөгү элестерди берген. Мисалы, чоң бөлүкчөлөр адамдын кызылды көрүшүнө салым кошот. Ал катуу тосмодон бөлүкчөлөрдүн кайра көтөрүлүшү аркылуу жарык агымынын чагылуу кубулушун жактаган.
Окумуштуу ак түстү спектрдин бардык түстөрүнүн айкалышы менен түшүндүргөн. Бул тыянак анын дисперсия теориясынын негизи болуп саналат, бул кубулушту ал 1666-жылы ачкан.
Ньютондун гипотезалары көптөгөн оптикалык кубулуштарды түшүндүрүп, анын замандаштары арасында чоң кабыл алынган.
Гюйгенстин толкун теориясы
Ошол убактагы дагы бир илимпоз Кристиан Гюйгенс жарыктын бөлүкчө экенине макул болгон эмес. Ал жарыктын табияты жөнүндөгү толкундук гипотезаны алдыга койгон.
Гюйгенс объекттердин ортосундагы жана объектилердин өзүндөгү бардык мейкиндик эфир менен толтурулган, ал эми жарык нурлануусу бул эфирде таралуучу импульстар, толкундар деп эсептеген. Жарыкка жеткен эфирдин ар бир бөлүмүтолкун экинчилик толкундар деп аталган булак болуп калат. Жарыктын интерференциясы жана дифракциясы боюнча эксперименттер жарыктын жаратылышын толкун менен түшүндүрүү мүмкүнчүлүгүн ырастады.
Гюйгенстин теориясы өз убагында көп таанылган эмес, анткени көпчүлүк окумуштуулар жарыкты бөлүкчө деп эсептешчү. Бирок ал кийинчерээк Юнг жана Френель сыяктуу көптөгөн илимпоздор тарабынан кабыл алынып, такталган.
Көрүүлөрдү андан ары өнүктүрүү
Физикада жарык деген эмне деген суроо илимпоздордун башын айланткан. 19-кылымда Джеймс Клерк Максвелл жарык нурлануусу жогорку жыштыктагы электромагниттик толкундар деген теорияны иштеп чыккан. Анын идеялары вакуумдагы жарыктын ылдамдыгы электромагниттик толкундардын ылдамдыгына барабар экендигине негизделген.
1900-жылы Макс Планк илимге «квант» терминин киргизген, ал «порция», «аз өлчөмдө» деп которулат. Планктын айтымында, электромагниттик толкундардын нурлануусу үзгүлтүксүз эмес, бөлүктөр менен, кванттарда пайда болот.
Бул идеялар Альберт Эйнштейн тарабынан иштелип чыккан. Ал жарыкты бир гана чыгарбастан, бөлүкчөлөр менен сиңирип, таралат деп сунуштаган. Аларды белгилөө үчүн ал "фотондор" деген сөздү колдонгон (термин биринчи жолу Гилберт Льюис тарабынан сунушталган).
бөлүкчө-толкун коштугу
Жарыктын табиятын заманбап түшүндүрүү толкун-бөлүкчөлөрдүн коштугу концепциясында жатат. Бул кубулуштун маңызы материя толкундардын да, бөлүкчөлөрдүн да касиеттерин көрсөтө алат. Мындай заттын мисалы жарык. Карама-каршы көрүнгөн пикирге келген окумуштуулардын изилдөөлөрү жарыктын кош табиятын тастыктайт. Жарык бир эле учурда бөлүкчө жана толкун болуп саналат. Бул касиеттердин ар биринин көрүнүшүнүн даражасы конкреттүү физикалык шарттарга жараша болот. Кээ бир учурларда жарык электромагниттик толкундун касиеттерин көрсөтүп, анын келип чыгышынын толкун теориясын ырастайт, башка учурларда жарык корпускулалардын (фотондордун) агымы болуп саналат. Бул жарык бөлүкчө экенин айтууга негиз берет.
Жарык физиканын тарыхында корпускулалык-толкун дуализминин бар экенин тааныган биринчи материя болуп калды. Кийинчерээк бул касиет бир катар башка маселелерде табылган, мисалы, толкун кыймылы молекулаларда жана нуклондордо байкалат.
Жыйынтыктап айтканда, жарык уникалдуу кубулуш деп айта алабыз, ал жөнүндө идеялардын өнүгүү тарыхы эки миң жылдан ашуун. Бул кубулуштун заманбап түшүнүгү боюнча, жарык толкундардын да, бөлүкчөлөрдүн да касиеттерин көрсөткөн кош мүнөзгө ээ.
