النظرية الجسيمية للضوء

2015 علوم القرن الـ21 الطاقة والمادة

براون بير

k

النظرية الجسيمية للضوء الفيزياء

للنظرية الجسيمية للضوء إمكانيات لتطبيقات عديدة. من بين المقترحات المختلفة لتوفير الطاقة للمركبات الفضائية التي توجه إلى النجوم، استخدام أشرعة ضخمة لتجميع ضوء الشمس.

فملايين الفوتونات التي تصطدم بالأشرعة تدفع المركبة على مسارها.

ويمكن فهم المبدأ بشكلٍ سلس بالاستعانة بالنموذج الجسيمي للفوتون، لكن يصعب تفسير الأمر من وجهة نظر اعتبار الإشعاع الكهرومغناطيسي موجة.

هناك ظاهرة أخرى لم يتمكن العلماء من تقديم تفسير مناسب لها بدلالة النظرية الموجية للضوء، تلك هي ظاهرة التأثير الكهروضوئي (أو الظاهرة الكهروضوئية).

تتعلق الظاهرة بانبعاث الإلكترونات من سطح مادة ما (معدن في الغالب) عند سقوط الضوء أو أشعة سينية أو أشعة غاما عليه.

تمتص ذرات المادة فوتونات الإشعاع الساقط عليها. توفر الفوتونات طاقة كافية لتتمكن بعض إلكترونات المادة من الهروب من سطحها.

وإلى جانب ذلك نجد عدداً آخر من الظواهر الفيزيائية التي يمكن تفسيرها بواسطة النظرية الموجية للضوء، وفي الوقت نفسه يمكن تقديم تفسيرٍ لها أيضاً باستخدام نظرية الكم.

لكن يجب التوكيد على عدم وجود نظرية «صحيحة» واحدة: يمكن اختيار نموذج الموجات أو الكمات حيثما كان أحدهما أيسر في تقديم تفسير مناسب.