Treść książki
Przejdź do opcji czytnikaPrzejdź do nawigacjiPrzejdź do informacjiPrzejdź do stopki
3
Teoria
elektromagnetyzmu,
fotonyiświatło
PraceJ.clerkaMa[wellaorazpóźniejszebadaniapro-
wszystkiecząstkimająrównieżwłaściwościfalowe
wadzoneodschyłkuXIXwiekuudowodniłyponad
iviceversa.Żadnaztychdwóchkoncepcjiniemoże
wszelkąwątpliwość9żeświatłojestzcałąpewnością
byćodrzucona9muszązostaćonepołączone.To9który
elektromagnetycznewswojejnaturze.Elektrodynami-
aspektświatłasięujawnia9niezależyodobiektu
kaklasyczna9jaksięniedługoprzekonamy9niezmien-
fizycznego9aleodukładueksperymentalnegomające-
gogozbadać.n*
nieprowadzidoobrazutransferuenergiiprzyużyciu
falelektromagnetycznych.Zdrugiejstrony9owiele
Podejściekwantowomechaniczneprzyporządkowuje
bardziejnowoczesnepodejścieelektrodynamikikwan-
równaniefalowecząstce9niechbędzietonp.foton9elek-
towej(s.80)opisujeinterakcjeelektromagnetyczne
tron9protonlubjakakolwiekinna.Wprzypadkucząstek
itransportenergiiprzyużyciubezmasowychnczą-
materialnychaspektyfalowesąwprowadzanepoprzez
steknelementarnych9znanychjakofotony(ang.pho-
równaniepola9znanejakorównanieSchr|dingera.Dla
tons).Kwantowanaturaenergiipromieniowania(ang.
światłaistniejereprezentacjajegonaturyfalowejwpo-
radiantenergy)niezawszejestoczywistaaninieza-
staciklasycznychelektromagnetycznychrównańMa[-
wszewpraktycemaonaznaczenie.Istniejeszeroki
wella.Wychodzącztychzałożeń9możemyskonstru-
zakressytuacji9wktórychsprzętdetekcyjnyniestety
owaćteoriękwantowomechanicznąfotonówiich
niejestwstanierozróżnićposzczególnekwanty.
oddziaływaniazładunkami.Podwójnejnaturyświatła
Jeżelidługośćfaliświatłajestmaławporównaniu
możnadowieśćtym9żeświatłopropagujesięwprze-
zrozmiaremelementu(zwierciadła9soczewkiitp.)9to
strzenitakjakfala9mimotoprzejawiajączachowanie
możnastosowaćwpierwszymprzybliżeniutechniki
typowedlacząstekwprzypadkuprocesówemisjiiab-
optykigeometrycznej(ang.geometricaloptics).Nieco
sorpcji.Elektromagnetycznaenergiapromieniowania
bardziejdokładnepodejście9stosowanerównież
jesttworzonainiszczonawkwantachlubfotonach9
wprzypadku9gdyrozmiaryelementusąmałe9jestna-
aniewsposóbciągłyjakoklasycznafala.Mimotojej
zywaneoptyką¿zyczną(ang.physicaloptics).Wopty-
ruchprzezsoczewkę9przysłonęlubzestawszczelinjest
cefizycznejdominującąwłaściwościąświatłajestjego
opisywanyprzezcharakterystykęfalową.Jeżelinieje-
naturafalowa.Jestnawetmożliwewyłożeniewiększo-
steśmyzaznajomieniztegorodzajuzachowaniem
ścikursuoptykifizycznejbezzakładaniakonkretnego
wświeciemakroskopowym9totylkodlatego9żedługo-
rodzajufali.Oczywiściedopókiinteresujenasklasycz-
ścifalobiektówmaterialnychzależąodwrotniepropor-
nestudiumfizykioptycznej9zdecydowaniewystarczy
cjonalniedoichpędu(s.56)inawetziarnkopiasku(le-
założenie9żeświatłojestfaląelektromagnetyczną.
dwoporuszającesię)madługośćfalitakmałą9że
Możemymyślećoświetlejakoonajbardziejnie-
niemożliwejestdoświadczalnejejzmierzenie.
ważkiejformiematerii.Rzeczywiście9jednązpodsta-
Fotonmazerowąmasę9wzwiązkuzczymwiązkę
wowychzasadmechanikikwantowejjestto9żezarów-
światłamożnawyobrazićsobiejakoprzepływnad-
noświatło9jakicząstkimaterialnewykazująpodobne
zwyczajdużejliczbyniskoenergetycznychfotonów.
właściwościkorpuskularno-falowe.Erwinc.Schr|din-
Wobrębietegomodelugęstestrumieniefotonówdzia-
ger(1887-1961)9jedenztwórcówteoriikwantowej9
łająwsposóbuśredniony9tworzącdobrzezdefiniowa-
wyraziłtowtensposób.
neklasycznepola(s.52).Możemypokusićsięozgrub-
nWświetletychnowychideirozróżnienie>między
nąanalogiędoprzepływuosóbdojeżdżającychdo
cząstkamiifalami]znikło9ponieważodkryto9że
*Erwinc.Schr|dinger9nScienceTheoryandMann.
