As primeiras ideias dos cientistas antigos sobre o que é a luz eram muito ingênuas. Foram vários pontos de vista. Alguns acreditavam que tentáculos finos especiais saem dos olhos e as impressões visuais surgem quando sentem objetos. Este ponto de vista teve um grande número de seguidores, entre os quais Euclides, Ptolomeu e muitos outros cientistas e filósofos. Outros, ao contrário, acreditavam que os raios são emitidos por um corpo luminoso e, chegando ao olho humano, trazem a marca de um objeto luminoso. Este ponto de vista foi defendido por Lucrécio, Demócrito.

Ao mesmo tempo, Euclides formulou a lei da propagação retilínea da luz. Ele escreveu: "Os raios emitidos pelos olhos se propagam ao longo de um caminho reto."

No entanto, mais tarde, já na Idade Média, essa ideia da natureza da luz perde seu significado. Cada vez menos cientistas seguem esses pontos de vista. E no início do século XVII. esses pontos de vista podem ser considerados já esquecidos.

No século 17, quase simultaneamente, duas teorias completamente diferentes sobre o que é a luz e qual é sua natureza começaram a se desenvolver.

Uma dessas teorias está associada ao nome de Newton e a outra ao nome de Huygens.

Newton aderiu à chamada teoria corpuscular da luz, segundo a qual a luz é um fluxo de partículas provenientes de uma fonte em todas as direções (transferência de substância).

De acordo com as ideias de Huygens, a luz é um fluxo de ondas que se propagam em um meio especial e hipotético - o éter, que preenche todo o espaço e penetra em todos os corpos.

Ambas as teorias existem em paralelo há muito tempo. Nenhum deles conseguiu uma vitória decisiva. Somente a autoridade de Newton forçou a maioria dos cientistas a dar preferência à teoria corpuscular. As leis de propagação da luz conhecidas na época por experiência foram explicadas com mais ou menos sucesso por ambas as teorias.

Com base na teoria corpuscular, era difícil explicar por que os feixes de luz, cruzando no espaço, não agem de forma alguma uns sobre os outros. Afinal, as partículas de luz devem colidir e se espalhar.

A teoria das ondas explicou isso facilmente. As ondas, por exemplo, na superfície da água, passam livremente umas pelas outras sem influência mútua.

No entanto, a propagação retilínea da luz, levando à formação de sombras nítidas atrás dos objetos, é difícil de explicar com base na teoria das ondas. Sob a teoria corpuscular, a propagação retilínea da luz é simplesmente uma consequência da lei da inércia.

Tal posição indefinida em relação à natureza da luz persistiu até o início do século XIX, quando foram descobertos os fenômenos de difração da luz (envolvendo a luz em torno de obstáculos) e interferência da luz (intensificação ou enfraquecimento da iluminação quando os feixes de luz se sobrepunham) . Esses fenômenos são inerentes exclusivamente ao movimento das ondas. É impossível explicá-los com a ajuda da teoria corpuscular. Portanto, parecia que a teoria das ondas havia conquistado uma vitória final e completa.

Essa confiança foi especialmente reforçada quando Maxwell mostrou na segunda metade do século XIX que a luz é um caso especial de ondas eletromagnéticas. O trabalho de Maxwell lançou as bases para a teoria eletromagnética da luz.

Após a descoberta experimental das ondas eletromagnéticas por Hertz, não havia dúvidas de que a luz se comporta como uma onda durante a propagação.

No entanto, no final do século 19, as ideias sobre a natureza da luz começaram a mudar radicalmente. De repente, descobriu-se que a teoria corpuscular rejeitada ainda é relevante para a realidade.

Quando emitida e absorvida, a luz se comporta como um fluxo de partículas.

Descontínuas, ou, como dizem, propriedades quânticas da luz foram descobertas. Surgiu uma situação incomum: os fenômenos de interferência e difração ainda podem ser explicados considerando a luz como uma onda, e os fenômenos de radiação e absorção podem ser explicados considerando a luz como um fluxo de partículas. Essas duas ideias aparentemente incompatíveis sobre a natureza da luz nos anos 30 do século XX conseguiram ser consistentemente combinadas em uma nova e notável teoria física - a eletrodinâmica quântica.

1. Propriedades ondulatórias da luz

Envolvido no aperfeiçoamento dos telescópios, Newton chamou a atenção para o fato de que a imagem dada pela lente é colorida nas bordas. Ele se interessou por isso e foi o primeiro a "investigar a diversidade de raios de luz e as peculiaridades de cores resultantes disso, que ninguém conhecia antes" (palavras da inscrição no túmulo de Newton). . Newton adivinhou enviar um feixe de luz de pequena seção transversal para um prisma. Um raio de sol entrou na sala escura através de um pequeno orifício na veneziana. Caindo sobre um prisma de vidro, refratou e deu na parede oposta uma imagem alongada com alternância iridescente de cores. Seguindo a tradição secular de que o arco-íris era considerado composto por sete cores primárias, Newton também identificou sete cores: roxo, azul, ciano, verde, amarelo, laranja e vermelho. Newton chamou a própria faixa do arco-íris de espectro.

Fechando o buraco com vidro vermelho, Newton observou apenas uma mancha vermelha na parede, fechando-a com azul-azul, etc. Disso se seguiu que não era o prisma que coloria a luz branca, como se supunha anteriormente. O prisma não altera a cor, mas apenas a decompõe em suas partes componentes. A luz branca tem uma estrutura complexa. É possível distinguir feixes de várias cores, e apenas sua ação conjunta nos dá a impressão de uma cor branca. Na verdade, se estiver usando um segundo prisma girado 180 graus em relação ao primeiro. Colete todos os feixes do espectro e, novamente, você obterá luz branca. Se destacarmos qualquer parte do espectro, por exemplo, o verde, e forçarmos a luz a passar por outro prisma, não teremos mais uma mudança de cor.

Outra conclusão importante a que Newton chegou foi formulada por ele em seu tratado sobre "Óptica" da seguinte forma: "Feixes de luz que diferem em cores diferem no grau de refração". A dependência do índice de refração da luz em sua cor é chamada de dispersão (da palavra latina Dispergo, eu disperso).

Newton melhorou ainda mais suas observações do espectro para obter cores mais puras. Afinal, os pontos coloridos redondos do feixe de luz que passavam pelo prisma se sobrepunham parcialmente. Em vez de um orifício redondo, foi utilizada uma fenda estreita (A), iluminada por uma fonte brilhante. Atrás da fenda havia uma lente (B) que produzia uma imagem na tela (D) na forma de uma estreita faixa branca. Se um prisma (C) for colocado no caminho dos raios, a imagem da fenda será esticada em um espectro, uma faixa colorida, cujas transições de cores do vermelho ao violeta são semelhantes às observadas em um arco-íris. A experiência de Newton é mostrada na Fig. 1

Se você cobrir a lacuna com vidro colorido, ou seja, Se você direcionar luz colorida para um prisma em vez de luz branca, a imagem da fenda será reduzida a um retângulo colorido localizado no local correspondente no espectro, ou seja, dependendo da cor, a luz se desviará para diferentes ângulos da imagem original. A observação descrita mostra que raios de cores diferentes são refratados de forma diferente por um prisma.

Newton verificou esta importante conclusão por meio de muitos experimentos. A mais importante delas consistia em determinar o índice de refração de raios de diferentes cores extraídos do espectro. Para isso, foi feito um furo na tela em que o espectro é obtido; movendo a tela, era possível liberar um feixe estreito de raios de uma cor ou outra através do orifício. Este método de destacar raios homogêneos é mais perfeito do que destacar com vidro colorido. Experimentos mostraram que tal feixe selecionado, refratado no segundo prisma, não estica mais a tira. Tal feixe corresponde a um certo índice de refração, cujo valor depende da cor do feixe selecionado.

Assim, os principais experimentos de Newton continham duas descobertas importantes:

1. A luz de cores diferentes é caracterizada por diferentes índices de refração em uma determinada substância (dispersão).

2. O branco é uma coleção de cores simples.

Sabendo que a luz branca tem uma estrutura complexa, pode-se explicar a incrível variedade de cores na natureza. Se um objeto, por exemplo, uma folha de papel, reflete todos os raios de várias cores que incidem sobre ele, ele parecerá branco. Ao cobrir o papel com uma camada de tinta, não criamos luz de uma nova cor, mas retemos um pouco da luz existente na folha. Apenas os raios vermelhos agora serão refletidos, o resto será absorvido por uma camada de tinta. A grama e as folhas das árvores nos parecem verdes por causa de todos os raios do sol que incidem sobre elas, elas refletem apenas os verdes, absorvendo o resto. Se você olhar para a grama através de um vidro vermelho, que transmite apenas raios vermelhos, ela parecerá quase preta.

Agora sabemos que cores diferentes correspondem a diferentes comprimentos de onda de luz. Portanto, a primeira descoberta de Newton pode ser formulada da seguinte forma: o índice de refração da matéria depende do comprimento de onda da luz. Geralmente aumenta à medida que o comprimento de onda diminui.

A interferência da luz foi observada por muito tempo, mas eles simplesmente não perceberam. Muitos viram o padrão de interferência quando se divertiram soprando bolhas de sabão na infância ou observaram o transbordamento iridescente de cores de uma fina película de querosene na superfície da água. É a interferência da luz que torna a bolha de sabão tão admirável.

A característica do estado dos elétrons em um átomo é baseada na posição da mecânica quântica sobre a natureza dual de um elétron, que tem simultaneamente as propriedades de uma partícula e de uma onda.

Pela primeira vez, a natureza de onda corpuscular dupla foi estabelecida para a luz. Estudos de vários fenômenos (radiação de corpos incandescentes, efeito fotoelétrico, espectros atômicos) levaram à conclusão de que a energia é emitida e absorvida não continuamente, mas discretamente, em porções separadas (quanta). A suposição de quantização de energia foi feita pela primeira vez por Max Planck (1900) e fundamentada por Albert Einstein (1905): a energia quântica (∆E) depende da frequência de radiação (ν):

∆Е = hν, onde h = 6,63 10 -34 J s é a constante de Planck.

Igualando a energia de um fóton hν à reserva total de sua energia mс 2 e, levando em conta que ν=с/λ, obtemos uma relação que expressa a relação entre a onda e as propriedades corpusculares de um fóton:

Em 1924 Louis de Broglie sugeriram que a natureza de onda corpuscular dupla é inerente não apenas à radiação, mas também a qualquer partícula material: cada partícula tendo uma massa (m) e movendo-se a uma velocidade (υ) corresponde a um processo de onda com um comprimento de onda λ:

λ = h / mυ(55)

Quanto menor a massa da partícula, maior o comprimento de onda. Portanto, é difícil detectar as propriedades ondulatórias das macropartículas.

Em 1927, os cientistas americanos Davisson e Germer, o inglês Thomson e o cientista soviético Tartakovskii descobriram independentemente a difração de elétrons, que era uma confirmação experimental das propriedades ondulatórias dos elétrons. Mais tarde, a difração (interferência) de partículas α, nêutrons, prótons, átomos e até moléculas foi descoberta. Atualmente, a difração de elétrons é usada para estudar a estrutura da matéria.

As propriedades ondulatórias das partículas elementares contêm um dos princípios da mecânica ondulatória: princípio da incerteza (W. Heisenberg 1925): para pequenos corpos em escala atômica, é impossível determinar simultaneamente com precisão a posição de uma partícula no espaço e sua velocidade (momento). Quanto mais precisamente as coordenadas de uma partícula são determinadas, menos certa se torna sua velocidade, e vice-versa. A relação de incerteza tem a forma:

onde ∆x é a incerteza da posição da partícula, ∆Р x é a incerteza da magnitude do momento ou velocidade na direção x. Relações semelhantes também são escritas para as coordenadas y e z. O valor ℏ incluído na relação de incerteza é muito pequeno, portanto, para macropartículas, as incertezas nos valores de coordenadas e momentos são desprezíveis.

Portanto, é impossível calcular a trajetória do elétron no campo do núcleo; só se pode estimar a probabilidade de ele estar no átomo usando função de onda ψ, que substitui a noção clássica de trajetória. A função de onda ψ caracteriza a amplitude da onda dependendo das coordenadas eletrônicas, e seu quadrado ψ 2 determina a distribuição espacial do elétron no átomo. Na versão mais simples, a função de onda depende de três coordenadas espaciais e permite determinar a probabilidade de encontrar um elétron no espaço atômico ou seu orbital . Por isso, orbital atômico (AO) é uma região do espaço atômico em que a probabilidade de encontrar um elétron é maior.

As funções de onda são obtidas resolvendo a relação fundamental da mecânica ondulatória - equaçõesSchrödinger (1926) :

(57)

onde h é a constante de Planck, é uma variável, U é a energia potencial da partícula, E é a energia total da partícula, x, y, z, são as coordenadas.

Assim, a quantização da energia de um microssistema segue diretamente da solução da equação da onda. A função de onda caracteriza completamente o estado do elétron.

A função de onda de um sistema é uma função do estado do sistema, cujo quadrado é igual à densidade de probabilidade de encontrar elétrons em cada ponto no espaço. Deve satisfazer as condições padrão: ser contínuo, finito, de valor único, nulo onde não há elétron.

Uma solução exata é obtida para um átomo de hidrogênio ou íons semelhantes a hidrogênio; para sistemas de muitos elétrons, várias aproximações são usadas. A superfície que limita 90-95% da probabilidade de encontrar um elétron ou densidade eletrônica é chamada de fronteira. O orbital atômico e a densidade da nuvem eletrônica têm a mesma superfície limite (forma) e a mesma orientação espacial. Os orbitais atômicos de um elétron, sua energia e direção no espaço dependem de quatro parâmetros - Números quânticos : principal, orbital, magnético e spin. Os três primeiros caracterizam o movimento de um elétron no espaço e o quarto - em torno de seu próprio eixo.

Número quânticon – a coisa principal . Ele determina o nível de energia de um elétron em um átomo, a distância do nível do núcleo e o tamanho da nuvem de elétrons. Leva valores inteiros de 1 a ∞ e corresponde ao número do período. A partir do sistema periódico para qualquer elemento, pelo número do período, você pode determinar o número de níveis de energia do átomo e qual nível de energia é externo. O mais n, maior a energia de interação do elétron com o núcleo. No n= 1 átomo de hidrogênio está no estado fundamental, em n> 1 - em animado. Se um n∞, então o elétron deixou o volume atômico. O átomo é ionizado.

por exemplo, o elemento cádmio Cd está localizado no quinto período, então n=5. Em seu átomo, os elétrons estão distribuídos em cinco níveis de energia (n = 1, n = 2, n = 3, n = 4, n = 5); o quinto nível será externo (n = 5).

Como o elétron, juntamente com as propriedades de uma onda, tem as propriedades de uma partícula material, ele, tendo uma massa m, uma velocidade de movimento V e estando a uma distância do núcleo r, tem um momento de momento: μ =mVr.

O momento angular é a segunda característica (depois da energia) de um elétron e é expresso em termos de um número quântico lateral (azimutal, orbital).

Número quântico orbitaleu- determina a forma da nuvem de elétrons (Fig. 7), a energia do elétron no subnível, o número de subníveis de energia. Aceita valores de 0 a n– 1. Além de valores numéricos eu tem letras. Elétrons com o mesmo valor eu formar um subnível.

Em cada nível quântico, o número de subníveis é estritamente limitado e igual ao número da camada. Os subníveis, como os níveis de energia, são numerados na ordem de sua distância do núcleo (Tabela 26).

De acordo com os conceitos da física clássica, a luz são ondas eletromagnéticas em uma determinada faixa de frequência. No entanto, a interação da luz com a matéria ocorre como se a luz fosse um fluxo de partículas.

Na época de Newton, havia duas hipóteses sobre a natureza da luz - corpuscular, que Newton aderiu, e aceno. O desenvolvimento posterior da técnica e da teoria experimental fez uma escolha em favor da teoria das ondas .

Mas no início do século XX. surgiram novos problemas: a interação da luz com a matéria não podia ser explicada teoria das ondas.

Quando um pedaço de metal é iluminado com luz, os elétrons saem dele ( efeito fotoelétrico). Era de se esperar que a velocidade dos elétrons emitidos (sua energia cinética) fosse tanto maior quanto maior fosse a energia da onda incidente (a intensidade da luz), mas descobriu-se que a velocidade dos elétrons geralmente não depende na intensidade da luz, mas é determinada pela sua frequência (cor).

A fotografia baseia-se no fato de que alguns materiais escurecem após a iluminação com luz e posterior tratamento químico, e o grau de escurecimento é proporcional à iluminação e ao tempo de exposição. Se uma camada desse material (placa fotográfica) for iluminada com luz em uma determinada frequência, após o desenvolvimento, a superfície homogênea ficará preta. Com a diminuição da intensidade luminosa, obteremos superfícies homogêneas com cada vez menos escurecimento (diferentes tons de cinza). E tudo termina com o fato de que, com iluminação muito baixa, não obtemos um grau muito pequeno de escurecimento da superfície, mas pontos pretos espalhados aleatoriamente pela superfície! Como se a luz atingisse apenas esses lugares.

Características da interação da luz com a matéria forçaram os físicos a teoria corpuscular.

A interação da luz com a matéria ocorre como se a luz fosse um fluxo de partículas, energia e pulso que estão relacionados com a frequência da luz pelas relações

E=hv;p=E/c=hv /c,

Onde h é a constante de Planck. Essas partículas são chamadas fótons.

efeito fotoelétrico poderia ser entendido se alguém tomasse o ponto de vista teoria corpuscular e considere a luz como um fluxo de partículas. Mas então surge o problema, o que fazer com outras propriedades da luz, que foram tratadas por um vasto ramo da física - óptica baseado no fato de que a luz é uma onda eletromagnética.

A situação em que fenômenos individuais são explicados usando suposições especiais que são inconsistentes entre si ou até mesmo contraditórias é considerada inaceitável, uma vez que a física afirma criar uma imagem unificada do mundo. E a confirmação da validade dessa afirmação foi justamente o fato de que, pouco antes das dificuldades que surgiram em relação ao efeito fotoelétrico, a ótica foi reduzida à eletrodinâmica. Fenômenos interferência e difração definitivamente não concordava com as idéias sobre partículas, mas algumas propriedades da luz são igualmente bem explicadas de ambos os pontos de vista. Uma onda eletromagnética tem energia e momento, e o momento é proporcional à energia. Quando a luz é absorvida, ela transfere seu momento, ou seja, uma força de pressão proporcional à intensidade da luz atua sobre a barreira. O fluxo de partículas também exerce pressão sobre a barreira e, com uma relação adequada entre a energia e o momento da partícula, a pressão será proporcional à intensidade do fluxo. Uma conquista importante da teoria foi a explicação da dispersão da luz no ar, como resultado da qual ficou claro, em particular, por que o céu é azul. Decorreu da teoria de que a frequência da luz não muda durante a dispersão.

No entanto, se você tomar o ponto de vista teoria corpuscular e considere que a característica da luz, que na teoria ondulatória está associada à frequência (cor), na teoria corpuscular está associada à energia da partícula, verifica-se que durante o espalhamento (colisão de um fóton com uma partícula espalhadora) , a energia do fóton espalhado deve diminuir. Experimentos especialmente realizados sobre o espalhamento de raios X, que correspondem a partículas com uma energia três ordens de grandeza superior à da luz visível, mostraram que teoria corpuscular verdadeiro. A luz deve ser considerada um fluxo de partículas, e os fenômenos de interferência e difração foram explicados dentro da estrutura da teoria quântica. Mas, ao mesmo tempo, o próprio conceito de partícula como um objeto de tamanho extremamente pequeno, movendo-se ao longo de uma certa trajetória e tendo uma certa velocidade em cada ponto, também mudou.

A nova teoria não anula os resultados corretos da antiga, mas pode mudar sua interpretação. Então, se em teoria das ondas A cor está associada ao comprimento de onda corpuscular está relacionado à energia da partícula correspondente: os fótons que causam a sensação de vermelho em nosso olho têm menos energia que os de azul. materiais do site

Para a luz, foi realizado um experimento com elétrons (Experiência de Yung-ha). A iluminação da tela atrás das fendas tinha a mesma forma dos elétrons, e esta imagem interferência de luz, caindo na tela de duas fendas, serviu como prova da natureza ondulatória da luz.

Problema relacionado a propriedades ondulatórias e corpusculares das partículas tem uma história muito longa. Newton acreditava que a luz é um fluxo de partículas. Mas, ao mesmo tempo, a hipótese sobre a natureza ondulatória da luz, associada, em particular, ao nome de Huygens, estava em circulação. Os dados sobre o comportamento da luz que existiam naquela época (propagação retilínea, reflexão, refração e dispersão) foram igualmente bem explicados de ambos os pontos de vista. Nesse caso, é claro, nada de definitivo poderia ser dito sobre a natureza das ondas ou partículas de luz.

Mais tarde, porém, após a descoberta dos fenômenos interferência e difração luz (início do século XIX), a hipótese newtoniana foi abandonada. O dilema "onda ou partícula" para a luz foi resolvido experimentalmente em favor de uma onda, embora a natureza das ondas de luz permanecesse obscura. Além disso, sua natureza tornou-se clara. As ondas de luz acabaram sendo ondas eletromagnéticas de certas frequências, ou seja, a propagação de distúrbios no campo eletromagnético. A teoria das ondas parecia ter finalmente triunfado.

Nesta página, material sobre os temas:

Propriedades da onda. Contemporâneo de Isaac Newton, o físico holandês Christian Huygens, não rejeitou a existência de corpúsculos, mas acreditava que eles não são emitidos por corpos luminosos, mas preenchem todo o espaço. Huygens representou o processo de propagação da luz não como um movimento para frente, mas como um processo sucessivo de transferência do impacto de um corpúsculo para outro.

Os defensores de Huygens expressaram a opinião de que a luz é uma oscilação de propagação em um meio especial - "éter", que preenche todo o espaço do mundo e penetra livremente em todos os corpos. A excitação da luz de uma fonte de luz é transmitida pelo éter em todas as direções.

Assim, surgiram as ideias da primeira onda sobre a natureza da luz. O principal valor da teoria ondulatória inicial da luz é o princípio originalmente formulado por Huygens e depois desenvolvido por Fresnel. O princípio de Huygens-Fresnel afirma que cada rim, que é atingido pela excitação da luz, por sua vez se torna o centro das ondas secundárias e as transmite em todas as direções para os rins vizinhos.

As propriedades ondulatórias da luz são mais claramente manifestadas nos fenômenos de interferência e difração.

A interferência da luz reside no fato de que quando duas ondas se localizam mutuamente, as oscilações podem ser reforçadas ou enfraquecidas. O princípio da interferência foi descoberto em 1801 pelo inglês Thomas Young (1773-1829), médico de profissão. Jung realizou o experimento agora clássico com dois buracos. Na tela, dois orifícios próximos foram perfurados com a ponta de um alfinete, que foram iluminados pela luz do sol de um pequeno orifício na janela com cortina. Atrás da tela, em vez de dois pontos brilhantes, uma série de anéis escuros e claros alternados foi observada.

Uma condição necessária para observar o padrão de interferência é a coerência das ondas (um fluxo coordenado de processos oscilatórios ou ondulatórios).

O fenômeno da interferência é amplamente utilizado em dispositivos - interferômetros, com a ajuda dos quais várias medições precisas são realizadas e o acabamento superficial das peças é controlado, além de muitas outras operações de controle.

Em 1818, Fresnel apresentou um extenso relatório sobre a difração da luz para a competição da Academia de Ciências de Paris. Considerando este relato, A. Poisson (1781-1840) chegou à conclusão de que, segundo a teoria proposta por Fresnel, sob certas condições, no centro do padrão de difração de um obstáculo redondo opaco no caminho da luz deveria haver um ponto brilhante, não uma sombra. Foi uma conclusão impressionante. D.F. Arago (1786-1853) imediatamente montou um experimento, e os cálculos de Poisson foram confirmados. Assim, a conclusão de Poisson, que contradiz externamente a teoria de Fresnel, tornou-se, com a ajuda do experimento de Arago, uma das provas de sua validade, e também marcou o início do reconhecimento da natureza ondulatória da luz.

O fenômeno da deflexão da luz na direção retilínea de propagação é chamado de difração.

Muitos dispositivos ópticos são baseados no fenômeno de difração. Em particular, o equipamento cristalográfico usa difração de raios X.

A natureza ondulatória da luz e a natureza transversal das ondas luminosas também são comprovadas pelo fenômeno polarização. A essência da polarização é claramente demonstrada por um experimento simples: quando a luz passa por dois cristais transparentes, sua intensidade depende da orientação mútua dos cristais. Com a mesma orientação, a luz passa sem atenuação. Quando um dos cristais é girado em 90°, a luz é completamente extinta, ou seja, não passa pelos cristais.

A natureza ondulatória da luz também é confirmada pelo fenômeno da dispersão da luz. Um estreito feixe paralelo de luz branca, ao passar por um prisma de vidro, se decompõe em feixes de luz de cores diferentes. A faixa de cores é chamada de espectro contínuo. A dependência da velocidade de propagação da luz em um meio no comprimento de onda é chamada de dispersão da luz. A dispersão foi descoberta por I. Newton.

A decomposição da luz branca é explicada pelo fato de que ela consiste em ondas eletromagnéticas com diferentes comprimentos de onda e o índice de refração depende do comprimento de onda. O valor mais alto do índice de refração para a luz com o comprimento de onda mais curto é o violeta, o mais baixo para a luz de comprimento de onda mais longo é o vermelho. Experimentos mostraram que no vácuo a velocidade da luz é a mesma para a luz de qualquer comprimento de onda.

O estudo dos fenômenos de difração, interferência, polarização e dispersão da luz levou ao estabelecimento da teoria ondulatória da luz.

Propriedades quânticas da luz. Em 1887, G. Hertz, ao iluminar uma placa de zinco ligada à haste de um eletrômetro, descobriu o fenômeno do efeito fotoelétrico. Se uma carga positiva é transferida para a placa e a haste, o eletrômetro não descarrega quando a placa é iluminada. Quando uma carga elétrica negativa é transmitida à placa, o eletrômetro é descarregado assim que a radiação atinge a placa. Este experimento prova que as cargas negativas centradas escapam da superfície de uma placa de metal sob a ação da luz. As medições da carga e da massa das partículas ejetadas pela luz mostraram que essas partículas são elétrons. O fenômeno da emissão de elétrons por uma substância sob a ação da radiação eletromagnética é chamado de efeito fotoelétrico.

As regularidades quantitativas do efeito fotoelétrico foram estabelecidas em 1888-1889. O físico russo A. G. Stoletov (1839-1896).

Não foi possível explicar as leis básicas do efeito fotoelétrico com base na teoria eletromagnética da luz. A teoria eletromagnética da luz não poderia explicar a independência da energia dos fotoelétrons da intensidade da radiação luminosa, a existência da borda vermelha do efeito fotoelétrico, a proporcionalidade da energia cinética dos fotoelétrons à frequência da luz.

A teoria eletromagnética de Maxwell e a teoria eletrônica de Lorentz, apesar de seus enormes sucessos, eram um tanto contraditórias e várias dificuldades foram encontradas em sua aplicação. Ambas as teorias foram baseadas na hipótese do éter, apenas o "éter elástico" foi substituído por "éter eletromagnético" (teoria de Maxwell) ou "éter fixo" (teoria de Lorentz). A teoria de Maxwell não conseguia explicar os processos de emissão e absorção da luz, o efeito fotoelétrico, espalhamento Compton, etc. A teoria de Lorentz, por sua vez, não conseguia explicar muitos fenômenos associados à interação da luz com a matéria, em particular a questão da distribuição de energia em comprimentos de onda durante a radiação térmica de corpo negro.

Essas dificuldades e contradições foram superadas graças à ousada hipótese apresentada em 1900 pelo físico alemão M. Planck, segundo a qual a emissão de luz não ocorre de forma contínua, mas discreta, ou seja, em certas porções (quanta), cuja energia é determinada pela frequência n:

Onde hé a constante de Planck.

A teoria de Planck não precisa do conceito de éter. Ela explicou a radiação térmica de um corpo completamente negro.

A. Einstein em 1905 criou teoria quântica da luz: não só a emissão de luz, mas também sua propagação ocorre na forma fluxo de quanta de luz - fótons, cuja energia é determinada pela fórmula de Planck acima, e o momento

onde l é o comprimento de onda.

As propriedades quânticas das ondas eletromagnéticas são mais plenamente manifestadas em Efeito Compton: Quando a radiação monocromática de raios X é espalhada por uma substância com átomos leves, na composição da radiação espalhada, juntamente com a radiação caracterizada pelo comprimento de onda inicial, observa-se radiação com comprimento de onda maior.

As idéias quânticas sobre a luz estão de acordo com as leis da radiação e absorção da luz, as leis da interação, radiação com a matéria. Tais fenômenos bem estudados como interferência, difração e polarização da luz são bem explicados em termos de conceitos de onda. Toda a variedade de propriedades estudadas e leis de propagação da luz, sua interação com a matéria mostra que a luz tem uma natureza complexa: é uma unidade de propriedades opostas - corpuscular (quântica) e onda (eletromagnética). O longo caminho de desenvolvimento levou a idéias modernas sobre a natureza de onda corpuscular dual da luz. As expressões acima conectam as características corpusculares da radiação - a massa e a energia de um quantum - com as características da onda - a frequência de oscilações e o comprimento de onda. Por isso, a luz é uma unidade de discrição e continuidade.

Perguntas para auto-exame

Questão 1. Qual é a tarefa mais importante da ciência natural.

1. cognitivo

2. visão de mundo

3. teleológico

4. criação de uma imagem de ciência natural do mundo

Questão 2. Cite os conceitos fundamentais mais gerais e importantes da descrição física da natureza.

1. matéria

2. movimento

3. espaço

Questão 3. Qual é a categoria filosófica para denotar a realidade objetiva, que é exibida por nossas sensações, existindo independentemente delas.

1. consciência

2. exibir

3. matéria

Propriedades ondulatórias e corpusculares da luz - página №1/1

ONDA E PROPRIEDADES CORPUSCULARES DA LUZ

© Moiseev B. M., 2004

Universidade Estadual de Kostroma
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A possibilidade de considerar a luz como uma sequência periódica de excitações do vácuo físico é deduzida logicamente. Como consequência desta abordagem, explica-se a natureza física da onda e as propriedades corpusculares da luz.

Uma conclusão lógica da possibilidade de considerar a luz como uma sequência de períodos de excitação física do vácuo é dada no artigo. Como consequência de tal abordagem, a natureza física da onda e as características corpusculares da luz são explicadas aqui.

Introdução

Tentativas centenárias de entender a natureza física dos fenômenos da luz foram interrompidas no início do século 20 pela introdução das propriedades duais da matéria na axiomática da teoria. A luz começou a ser considerada uma onda e uma partícula ao mesmo tempo. No entanto, o modelo quântico de radiação foi construído formalmente e ainda não há um entendimento inequívoco da natureza física do quantum de radiação.

Este trabalho é dedicado à formação de novas idéias teóricas sobre a natureza física da luz, que devem explicar qualitativamente as propriedades ondulatórias e corpusculares da luz. Anteriormente, foram publicadas as principais disposições do modelo desenvolvido e os resultados obtidos no âmbito deste modelo:

1. Um fóton é um conjunto de excitações elementares do vácuo que se propagam no espaço na forma de uma cadeia de excitações com uma velocidade constante em relação à velocidade do vácuo, independente da velocidade da fonte de luz. Para um observador, a velocidade do fóton depende da velocidade do observador em relação ao vácuo, modelado logicamente como espaço absoluto.

2. A excitação elementar do vácuo é um par de fótons, um dipolo formado por duas partículas carregadas (+) e (-). Os dipolos giram e têm um momento angular, formando coletivamente o spin do fóton. O raio de rotação dos fótons e a velocidade angular estão relacionados pela dependência Rω = const .

3. Os fótons podem ser vistos como agulhas cilíndricas longas e finas. Superfícies imaginárias de cilindros-agulhas são formadas por trajetórias espirais de fótons. Quanto maior a frequência de rotação, mais fina a agulha do fóton. Uma revolução completa de um par de fótons determina o comprimento de onda no espaço ao longo da direção do movimento.

4. A energia de um fóton é determinada pelo número de pares de fótons n em um fóton: ε = nh E, onde h E é um valor igual à constante de Planck em unidades de energia .

5. Obtém-se o valor quantitativo do spin do fóton ћ. Foi realizada uma análise da relação entre a energia e os parâmetros cinemáticos de um fóton. Como exemplo, são calculados os parâmetros cinemáticos de um fóton produzido pela transição 3d2p em um átomo de hidrogênio. O comprimento de um fóton na parte visível do espectro é metros.

6. A massa de um par de fótons foi calculada m 0 = 1,474 10 -53 g, que coincide em ordem de grandeza com a estimativa superior da massa do fóton m 

7. Uma conclusão foi feita sobre a mudança nas constantes C e h quando um fóton se move em um campo gravitacional.

A partir da estrutura periódica de um fóton, a razão para as propriedades ondulatórias da luz é intuitivamente clara: a matemática de uma onda, como um processo de vibração mecânica de um meio físico, e a matemática de um processo periódico de qualquer natureza qualitativa coincidem . Os artigos dão uma explicação qualitativa das propriedades ondulatórias e corpusculares da luz. Este artigo continua o desenvolvimento de ideias sobre a natureza física da luz.

Propriedades das ondas da luz

Como observado anteriormente, os elementos de periodicidade associados à natureza física da luz causam a manifestação das propriedades das ondas. A manifestação das propriedades ondulatórias da luz foi estabelecida por numerosas observações e experimentos e, portanto, não pode haver dúvidas. Uma teoria matemática das ondas do efeito Doppler, interferência, difração, polarização, dispersão, absorção e espalhamento da luz foi desenvolvida. A teoria ondulatória da luz está organicamente ligada à óptica geométrica: no limite, como  → 0, as leis da óptica podem ser formuladas na linguagem da geometria.

Nosso modelo não anula o aparato matemático do modelo de onda. O objetivo principal e o principal resultado de nosso trabalho é a introdução de tais mudanças na axiomática da teoria que aprofundem a compreensão da essência física do fenômeno e eliminem paradoxos.

O principal paradoxo dos conceitos modernos de luz é a dualidade onda-partícula (CWD). De acordo com as leis da lógica formal, a luz não pode ser uma onda e uma partícula no sentido tradicional desses termos. O conceito de onda implica um continuum, um meio homogêneo no qual surgem perturbações periódicas dos elementos do continuum. O conceito de partícula implica o isolamento e a autonomia dos elementos individuais. A interpretação física do HPC não é tão simples.

A combinação de modelos corpusculares e ondulatórios segundo o princípio “uma onda é uma perturbação de um conjunto de partículas” levanta uma objeção, pois a presença de propriedades ondulatórias em uma única partícula de luz é considerada firmemente estabelecida. A interferência de fótons raramente voadores foi descoberta por Janoshi, mas não há resultados quantitativos, detalhes e análises detalhadas do experimento no curso de treinamento. Informações sobre resultados tão importantes e fundamentais não estão disponíveis nem em livros de referência nem no curso de história da física. Aparentemente, a questão da natureza física da luz já é uma profunda retaguarda da ciência.

Vamos tentar reconstruir os parâmetros quantitativos do experimento de Yanoshi, que são logicamente essenciais para interpretar os resultados, usando uma descrição mesquinha de experimentos semelhantes de Biberman, Sushkin e Fabrikant com elétrons. Obviamente, no experimento de Yanoshi, o padrão de interferência obtido a partir de um pulso de luz curto de alta intensidade J B foi comparado com o padrão obtido por um longo tempo de um fluxo de fóton fraco J M. A diferença essencial entre as duas situações em consideração é que no caso de um fluxo J M, a interação de fótons dentro do instrumento difrativo deve ser excluída.

Como Janoshi não encontrou nenhuma diferença nos padrões de interferência, vamos ver quais condições são necessárias para isso dentro da estrutura do nosso modelo.

Um fóton de comprimento L f = 4,5 m passa por um determinado ponto no espaço no tempo τ = L f / C = 4,5 /3ּ10 8 ≈ 1,5ּ10 –8 s. Se o sistema de difração (dispositivo) tiver um tamanho de cerca de 1 m, então o tempo que leva para um fóton passar pelo dispositivo de comprimento L f será maior: τ' = (L f + 1) / C ≈ 1,8ּ10 -8s.

Um observador externo não pode ver fótons únicos. Uma tentativa de consertar um fóton o destrói - não há outra opção para “ver” uma partícula de luz eletricamente neutra. O experimento usa propriedades médias de tempo da luz, em particular, intensidade (energia por unidade de tempo). Para que os fótons não se cruzem dentro do dispositivo de difração, é necessário separá-los no espaço ao longo da trajetória do movimento para que o tempo de passagem do dispositivo τ' seja menor que o tempo t dividindo a chegada dos fótons sucessivos à instalação , ou seja, τ' 1,8ּ10 –8 s.

Em experimentos com elétrons, o intervalo de tempo médio entre duas partículas passando sucessivamente pelo sistema de difração foi aproximadamente 3-10 4 vezes maior que o tempo gasto por um elétron para passar por todo o dispositivo. Para partículas pontuais, essa relação é convincente.

O experimento com luz tem uma diferença significativa do experimento com elétrons. Se a singularidade dos elétrons pode ser controlada devido a uma leve distorção de sua energia, isso é impossível com fótons. No experimento com fótons, a crença no isolamento dos fótons no espaço não pode ser completa; é estatisticamente possível que dois fótons cheguem quase simultaneamente. Isso pode dar um padrão de interferência fraco durante um longo tempo de observação.

Os resultados dos experimentos de Yanoshi são indiscutíveis, porém, tal conclusão não pode ser feita sobre a teoria da experiência. Em teoria, postula-se na verdade que o padrão de interferência surge apenas como resultado da interação de partículas entre si na superfície da tela. No caso de fluxos de luz fortes e presença de muitas partículas, esta é a causa intuitivamente mais provável de interferência, mas para fluxos de luz fracos, outra razão para o aparecimento de periodicidade na iluminação da tela também pode se tornar significativa. A luz muda de direção quando interage com um corpo sólido. Bordas de fenda, traços de grade de difração e outros obstáculos que causam difração - esta é uma superfície que está longe de ser ideal, não apenas em termos de acabamento superficial. Os átomos da camada superficial são uma estrutura periódica com um período comparável ao tamanho de um átomo, ou seja, a periodicidade é da ordem de angstrom. A distância entre pares de fótons dentro de um fóton é L 0 ≈ 10 –12 cm, que é 4 ordens de magnitude menor. A reflexão de pares de fotos da estrutura periódica da superfície deve causar uma repetição de lugares iluminados e não iluminados na tela.

A desigualdade nas direções de propagação da luz refletida deve ser sempre, quando refletida de qualquer superfície, mas com fluxos de luz fortes, apenas características médias são significativas, e esse efeito não aparece. Para fluxos de luz fracos, isso pode levar à iluminação da tela que se assemelha à interferência.

Como as dimensões de um elétron também são muito menores do que as dimensões da estrutura periódica da superfície do corpo, para os elétrons também deve haver uma desigualdade nas direções das partículas difratadas e, para fluxos de elétrons fracos, essa pode ser a única razão. para a manifestação das propriedades das ondas.

Assim, a presença de propriedades ondulatórias em partículas, sejam fótons ou elétrons, pode ser explicada pela presença de propriedades ondulatórias da superfície refletora ou refrativa de um instrumento difrativo.

Para uma possível confirmação experimental (ou refutação) desta hipótese, alguns efeitos podem ser previstos.

Efeito 1

Para fluxos de luz fortes, a principal razão para as propriedades de interferência da luz é a estrutura periódica da própria luz, um fóton estendido. Pares de fótons de diferentes fótons se reforçam na tela quando a fase coincide (vetores r entre os centros dos fótons dos pares de interação coincidem em direção), ou enfraquecem no caso de uma incompatibilidade de fase (vetores r entre os centros das fotos não coincidem em direção). Neste último caso, pares de fotos de diferentes fótons não causam uma ação conjunta simultânea, mas caem nas partes da tela onde se observa uma diminuição da iluminação.

Se a tela for uma placa transparente, o seguinte efeito pode ser observado: um mínimo de luz refletida corresponde a um máximo de luz transmitida. Em locais onde se observa um mínimo de iluminação na luz refletida, a luz também entra, mas não é refletida nesses locais, mas passa dentro da placa.

A complementaridade mútua da luz refletida e transmitida através da placa no fenômeno de interferência é um fato bem conhecido, descrito em teoria por um aparato matemático formal bem desenvolvido do modelo ondulatório da luz. Em particular, a teoria introduz uma perda de meia onda durante a reflexão, e isso “explica” a diferença de fase entre os componentes transmitidos e refletidos.

O que há de novo em nosso modelo é a explicação da natureza física desse fenômeno. Argumentamos que para fluxos de luz fracos, quando a interação de fótons dentro do dispositivo de difração é excluída, a razão essencial para a formação de um padrão de interferência não será a estrutura periódica da luz em si, mas a estrutura periódica da superfície da luz. dispositivo que causa difração. Neste caso, não haverá mais interação de pares de fótons de diferentes fótons na superfície da tela, e a interferência deve se manifestar no fato de que naqueles locais onde a luz incide, haverá um máximo de iluminação, em outros lugares não será. Em locais com um mínimo de iluminação, a luz não chegará, e isso pode ser verificado a ausência de complementaridade mútua do padrão de interferência para luz refletida e transmitida.

Efeito 2

Outra possibilidade de testar a previsão em consideração e nossa hipótese como um todo é que para fluxos de luz fracos, um dispositivo de difração feito de outro material, que difere por uma densidade de superfície diferente de átomos, deve dar um padrão de interferência diferente para a mesma saída de luz. Esta previsão também é verificável em princípio.

Efeito 3

Os átomos da superfície do corpo refletor participam do movimento térmico, os nós da rede cristalina realizam vibrações harmônicas. Um aumento na temperatura do cristal deve levar ao borramento do padrão de interferência no caso de fluxos de luz fracos, pois neste caso a interferência depende apenas da estrutura periódica da superfície refletora. Para fluxos de luz fortes, o efeito da temperatura do dispositivo de difração no padrão de interferência deve ser mais fraco, embora não seja excluído, uma vez que as vibrações térmicas dos locais da rede cristalina devem violar a condição de coerência para os pares de fótons refletidos de diferentes fótons . Esta previsão também é verificável em princípio.

Propriedades corpusculares da luz

Em nossas publicações, propusemos o termo “modelo estrutural de um fóton”. Analisando hoje uma combinação de palavras entre aspas, é preciso reconhecê-la como extremamente malsucedida. A questão é que em nosso modelo o fóton como uma partícula localizada não existe. Um quantum de energia radiante, identificado na teoria moderna com um fóton, em nosso modelo é um conjunto de excitações no vácuo, chamados pares de fótons. As excitações são distribuídas no espaço ao longo da direção do movimento. Apesar da enorme extensão para a escala do micromundo, devido à pequenez do intervalo de tempo durante o qual tal conjunto de pares passa por qualquer microobjeto ou colide com ele, e também devido à relativa inércia dos objetos do micromundo, os quanta pode ser completamente absorvido por esses microobjetos. Um fóton quântico é percebido como uma partícula separada apenas no processo de interação com microobjetos, quando o efeito da interação de um microobjeto com cada par de fótons pode ser acumulado, por exemplo, na forma de excitação de a camada eletrônica de um átomo ou molécula. A luz exibe propriedades corpusculares no curso de tal interação, quando um fator essencial, consciente do modelo, teoricamente levado em consideração é a emissão ou absorção de uma certa quantidade discreta de energia luminosa.

Mesmo uma ideia formal de quanta de energia permitiu que Planck explicasse as características da radiação do corpo negro e Einstein entendesse a essência do efeito fotoelétrico. O conceito de porções discretas de energia ajudou a descrever de uma nova maneira fenômenos físicos como pressão da luz, reflexão da luz, dispersão - o que já foi descrito na linguagem do modelo de onda. A ideia de discrição de energia, e não a ideia de partículas-fótons pontuais - isso é o que é realmente essencial no modelo corpuscular moderno de luz. A discrição do quantum de energia torna possível explicar os espectros de átomos e moléculas, mas a localização da energia do quantum em uma partícula isolada entra em conflito com o fato experimental de que o tempo de emissão e o tempo de absorção do quantum de energia por um átomo é bastante grande na escala do micromundo - cerca de 10-8 s. Se um quantum é uma partícula pontual localizada, então o que acontece com essa partícula em um tempo de 10-8 s? A introdução de um fóton quântico estendido no modelo físico da luz permite compreender qualitativamente não apenas os processos de emissão e absorção, mas também as propriedades corpusculares da radiação em geral.

Parâmetros quantitativos de fotos

Em nosso modelo, o principal objeto de consideração são algumas fotos. Em comparação com as dimensões de um fóton (as dimensões longitudinais para a luz visível são metros), a excitação do vácuo na forma de um par de fótons pode ser considerada pontual (a dimensão longitudinal é de cerca de 10 a 14 m). Vamos quantificar alguns parâmetros da foto. Sabe-se que os γ-quanta são produzidos durante a aniquilação de um elétron e de um pósitron. Façamos nascer dois γ-quanta. Vamos estimar o limite superior de seus parâmetros quantitativos, supondo que a energia do elétron e do pósitron seja igual à energia de repouso dessas partículas:

. (1)

O número de pares de fotos que aparecem é:

. (2)

A carga total de todos os fótons (–) é –e, onde e é a carga do elétron. A carga total de todos os fótons (+) é +e. Vamos calcular o módulo da carga transportada por uma foto:

Cl. (3)

Aproximadamente, sem levar em conta a interação dinâmica de cargas em movimento, podemos supor que a força centrípeta de um par de fótons em rotação é a força de sua interação eletrostática. Como a velocidade linear das cargas rotativas é igual a C, obtemos (no sistema SI):

, (4)

onde m 0 / 2 \u003d h E / C 2 - a massa de uma foto. De (4) obtemos uma expressão para o raio de rotação dos centros de carga dos fótons:

m. (5)

Considerando a seção transversal “elétrica” de um fóton como a área de um círculo S de raio R El, obtemos:

O artigo fornece uma fórmula para calcular a seção transversal de um fóton no quadro do QED:

, (7)

onde σ é medido em cm 2. Assumindo ω = 2πν, e ν = n (sem levar em conta a dimensão), obtemos uma estimativa da seção transversal usando o método QED:

. (8)

A diferença com nossa estimativa da seção transversal do fóton é de 6 ordens de magnitude, ou cerca de 9%. Ao mesmo tempo, deve-se notar que nosso resultado para a seção de choque do fóton de ~10 –65 cm 2 foi obtido como uma estimativa superior para a aniquilação de partículas imóveis, enquanto o elétron e o pósitron reais têm a energia do movimento. Levando em conta a energia cinética, a seção de choque deve ser menor, pois na fórmula (1) a energia das partículas que passam na radiação será maior e, consequentemente, o número de pares de fótons será maior. O valor calculado da carga de uma foto será menor (fórmula 3), portanto, R El (fórmula 5) e a seção transversal S (fórmula 6) serão menores. Com isso em mente, nossa estimativa da seção transversal do fóton deve ser reconhecida como aproximadamente coincidente com a estimativa QED.

Observe que a carga específica de phot coincide com a carga específica de um elétron (pósitron):

. (9)

Se uma foto (como um elétron) tem um “núcleo” hipotético, no qual sua carga está concentrada, e um “casaco de pele” de um vácuo físico perturbado, então a seção transversal “elétrica” de um par de fótons não deve coincidir com a seção transversal “mecânica”. Deixe os centros de massa dos fótons girarem em torno de um círculo de raio R Mex com uma velocidade C. Como C = ωR Mex, obtemos:

. (10)

Assim, o comprimento do círculo ao longo do qual os fotocentros de massa giram é igual ao comprimento de onda, o que é bastante natural quando as velocidades de translação e rotação são iguais em nossa interpretação do conceito de “comprimento de onda”. Mas neste caso, verifica-se que para os fótons obtidos como resultado da aniquilação considerada acima, R Mex ≈ 3,8∙10 –13 m ≈ 10 22 ∙R El. A pelagem do vácuo perturbado, que envolve os núcleos dos fótons, tem dimensões gigantescas em comparação com o próprio núcleo.

Claro, todas essas são estimativas bastante grosseiras. Qualquer novo modelo não pode competir em precisão com um modelo já existente que atingiu seu alvorecer. Por exemplo, quando o modelo heliocêntrico de Copérnico apareceu, por cerca de 70 anos foram realizados cálculos astronômicos práticos de acordo com o modelo geocêntrico de Ptolomeu, pois isso levou a um resultado mais preciso.

A introdução de modelos em uma base fundamentalmente nova na ciência não é apenas uma colisão com a oposição subjetiva, mas também uma perda objetiva da precisão dos cálculos e previsões. Resultados paradoxais também são possíveis. A razão resultante de ordens de ~10 22 entre os raios elétricos e mecânicos de rotação dos fótons não é apenas inesperada, mas também fisicamente incompreensível. A única maneira de entender de alguma forma a razão obtida é assumir que a rotação de um par de fótons tem caráter de vórtice, pois neste caso, se as velocidades lineares dos componentes a diferentes distâncias do centro de rotação forem iguais, suas velocidades angulares deveria ser diferente.

Intuitivamente, a natureza vórtice da rotação de uma estrutura tridimensional a partir de um meio fino - vácuo físico, é ainda mais compreensível do que a ideia da rotação de um par de fótons, que lembra a rotação de um corpo sólido. Uma análise do movimento do vórtice deve levar ainda a uma nova compreensão qualitativa do processo em consideração.

Resultados e conclusões

O trabalho continua o desenvolvimento de ideias sobre a natureza física da luz. A natureza física do dualismo de onda corpuscular é analisada. Efeitos fundamentalmente verificáveis ​​são previstos em experimentos sobre a interferência e difração de fluxos de luz fracos. Cálculos quantitativos de parâmetros mecânicos e elétricos de fótons foram realizados. A seção transversal de um par de fótons é calculada e uma conclusão é feita sobre a estrutura de vórtices do par.

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