Sự khác biệt cơ bản giữa bản chất sóng và hạt của ánh sáng là bản chất sóng của ánh sáng nói rằng ánh sáng có thể hoạt động như một sóng điện từ, trong khi bản chất hạt của ánh sáng nói rằng ánh sáng bao gồm các hạt được gọi là photon.
Đối ngẫu sóng-hạt là một khái niệm trong cơ học lượng tử. Nó nói rằng tất cả các hạt và thực thể lượng tử không chỉ có hành vi sóng mà còn có hành vi hạt. Các khái niệm “sóng” và “hạt” cổ điển không thể mô tả hoàn toàn hành vi của các vật thể ở quy mô lượng tử; do đó, lý thuyết đối ngẫu sóng-hạt rất quan trọng cho việc này.
Bản chất ánh sáng của sóng là gì?
Sóng là một dao động tuần hoàn mà năng lượng truyền trong không gian. Bản chất sóng của ánh sáng nói rằng ánh sáng là một loại sóng điện từ. Con người có thể nhìn thấy làn sóng này. Minh họa đầu tiên về bản chất sóng của ánh sáng là sử dụng các thí nghiệm về nhiễu xạ và giao thoa.
Việc tạo ra ánh sáng từ một trong hai phương pháp này - sợi đốt hoặc phát quang. Sự phát quang là sự phát ra ánh sáng từ vật chất nóng trong khi sự phát quang là sự phát ra ánh sáng trong quá trình rơi của các electron bị kích thích xuống mức năng lượng mặt đất.
Hình 01: Minh họa về Sóng điện từ
Ánh sáng, giống như tất cả các sóng điện từ khác, có thể truyền trong chân không. Ngoài ra, nó có tính tuần hoàn, có nghĩa là nó được lặp đi lặp lại thường xuyên theo cả không gian và thời gian. Tương tự như các sóng khác, ánh sáng cũng có bước sóng (khoảng cách giữa hai sóng), tần số (số lượng sóng xảy ra trong một đơn vị thời gian) và tốc độ (khoảng 3 x 108m /s).
Bản chất hạt của ánh sáng là gì?
Hạt là một phần của vật chất. Tuy nhiên, trong bản chất hạt của ánh sáng, chúng ta gọi hạt ánh sáng là photon. Vào năm 1700, Ngài Isaac Newton đã tuyên bố rằng ánh sáng là một loạt các hạt bởi vì khi ông sử dụng lăng kính để chia ánh sáng mặt trời thành các màu khác nhau, vùng ngoại vi của bóng tối được tạo ra cực kỳ sắc nét và rõ ràng.
Hình 02: Hình ảnh động khái niệm về sự tán sắc của ánh sáng khi nó truyền qua lăng kính
Một photon là một hạt cơ bản và một lượng tử ánh sáng. Chúng ta có thể tính toán năng lượng của một photon thông qua phương trình E=hv trong đó năng lượng là E, h là hằng số Planck và v là tốc độ ánh sáng. Ở đây, tăng cường độ ánh sáng có nghĩa là chúng ta đã tăng số lượng photon đi qua một khu vực trên một đơn vị thời gian. Hơn nữa, một photon không có khối lượng, nhưng nó là một hạt ổn định. Một photon có thể truyền năng lượng của nó cho một hạt khác trong quá trình tương tác.
Sự khác biệt giữa bản chất của sóng và hạt của ánh sáng là gì?
Lưỡng tính sóng-hạt là một lý thuyết mô tả rằng ánh sáng có cả bản chất sóng và hạt. Sự khác biệt cơ bản giữa bản chất sóng và hạt của ánh sáng là bản chất sóng của ánh sáng giải thích rằng ánh sáng có thể hoạt động như một sóng điện từ, trong khi bản chất hạt của ánh sáng giải thích rằng ánh sáng bao gồm các hạt được gọi là photon.
Hơn nữa, theo các nhà khoa học, Francesco Maria Grimaldi và Ngài Isaac Newton, người đầu tiên ghi nhận hai bản chất của ánh sáng này, Francesco Maria Grimaldi đã quan sát sự nhiễu xạ của ánh sáng và nói rằng ánh sáng có hành vi của sóng, trong khi Ngài Isaac Newton phát hiện ra rằng khi một lăng kính phân chia ánh sáng mặt trời thành các màu khác nhau, vùng ngoại vi của bóng tối được tạo ra là cực kỳ sắc nét và rõ ràng, điều này khiến ông phát biểu bản chất hạt của ánh sáng.
Tóm tắt - Sóng vs Bản chất hạt của ánh sáng
Lý thuyết đối ngẫu sóng-hạt là một lý thuyết hiện đại phát biểu rằng ánh sáng có cả hành vi sóng và hạt. Sự khác biệt cơ bản giữa bản chất sóng và hạt của ánh sáng là bản chất sóng của ánh sáng mô tả rằng ánh sáng có thể hoạt động như một sóng điện từ, trong khi bản chất hạt của ánh sáng mô tả rằng ánh sáng bao gồm các hạt được gọi là photon.
