Специальная теория относительности Эйнштейна

Свет

Свет — это форма энергии, существующая в двух концептуальных основах, то есть свет обладает свойствами, которые имеют и характеристики дискретных частиц,  и характеристики волн. Это известно как «двойственность». Важно понимать, что это не ситуация «или-или». Двойственность означает, что характеристики и волн, и частиц присутствуют одновременно. Один и тот же луч света будет вести себя и как частица, и как волна в зависимости от эксперимента. Кроме того, частицы света могут иметь взаимосвязи, которые могут быть описаны в терминах волновых характеристик, и волновая структура может иметь взаимодействия, которые могут быть описаны в терминах характеристик частиц. Форма частиц известна как  фотоны, а волновая форма известна как электромагнитное излучение. Начнем с фотонов.

Фотон — это свет, который мы видим, когда атом излучает энергию. В модели атома электроны находятся на орбитах ядра, состоящего из протонов и нейтронов. Для электронов существуют отдельные электронные уровни. Эти окружающие уровни называются орбиталями. Каждая из этих орбиталей может принимать только дискретное количество энергии. Если атом поглощает энергию,  электрон на орбитали вблизи ядра (нижний уровень энергии) будет выведен на орбиталь, которая находится дальше от ядра (более высокий энергетический уровень). Атом становится возбужденным. Это возбуждение, как правило, не будет длиться очень долго, и электрон вернется назад, на нижнюю орбиталь. Пакет энергии, называемый фотоном или квантом, будет выпущен. Эта излучаемая энергия равна разнице между высоким и низким уровнями энергии, и может рассматриваться как свет в зависимости от его частоты волны, которые обсуждаются ниже.

Волновая форма света, на самом деле является формой энергии, которая создается путем колеблющегося заряда. Этот заряд состоит из колебаний электрического поля и колебаний магнитного поля, отсюда и название электромагнитного излучения. Отметим, что два поля колеблются перпендикулярно друг к другу. Свет — это только одна из форм электромагнитного излучения. Все формы классифицированы на электромагнитном спектре числом полных колебаний в секунду, которым подвергаются электрические и магнитные поля, называемые частотой.  Частотный диапазон для видимого света — только небольшая часть спектра с фиолетовым и красным цветом, являющимся самыми высокими и самыми низкими частотами соответственно. Так как у фиолетового света есть более высокая частота, чем у красного, мы говорим, что у него есть больше энергии. Если рассмотреть электромагнитный спектр полностью, то можно увидеть, что гамма-лучи являются самыми «энергичными». Это не должно удивлять, так как известно, что у гамма-лучей есть достаточно энергии для проникновения через многие материалы, например, через человеческое тело. Эти лучи очень опасны из-за ущерба, который они могут нанести вам биологически. Сумма энергии зависит от частоты излучения. Видимое электромагнитное излучение – это и есть то, что мы обычно именуем как «свет», который также может быть разложен на отдельные частоты с соответствующими энергетическими уровнями для каждого цвета.