Bản chất sóng của ánh sáng
1801
Christiaan Huygens (1629–1695), Isaac Newton (1642–1727), Thomas Young (1773–1829)
“Ánh sáng là gì?” là một câu hỏi đã khêu gợi các nhà khoa học trong hàng thế kỉ. Năm 1675, nhà khoa học Anh nổi tiếng Isaac Newton đề xuất rằng ánh sáng là một dòng hạt tí hon. Đối thủ của ông, nhà vật lí Hà Lan Christiaan Huygens, đề xuất rằng ánh sáng là sóng, nhưng lí thuyết của Newton thường thắng thế, một phần do bởi thanh thế của Newton.
Khoảng năm 1800, nhà nghiên cứu người Anh Thomas Young – còn nổi tiếng với công trình của ông về việc giải mã Phiến đá Rosetta – bắt đầu một chuỗi thí nghiệm đem lại sự hậu thuẫn cho lí thuyết sóng của Huygens. Trong một phiên bản hiện đại của thí nghiệm Young, một laser rọi sáng đồng đều hai khe nhỏ song song trên một bề mặt mờ đục. Hệ vân mà ánh sáng tạo ra khi nó đi qua hai khe được quan sát trên màn hình ở xa. Young sử dụng các luận cứ hình học chứng minh rằng sự chồng chất của các sóng ánh sáng từ hai khe giải thích được dải vùng sáng và tối cách đều nhau mà người ta quan sát thấy, tiêu biểu cho cho sự giao thoa tăng cường và triệt tiêu. Bạn có thể nghĩ hình ảnh ánh sáng này tương tự với việc ném hai hòn đá vào mặt hồ và quan sát các sóng chạy về phía nhau và thỉnh thoảng triệt tiêu nhau hoặc chồng lên nhau thành các sóng lớn hơn.
Nếu bạn tiến hành thí nghiệm tương tự với một chùm electron thay vì ánh sáng, hệ vân giao thoa thu được cũng giống vậy. Quan sát này thật khêu gợi, bởi nếu các electron chỉ hành xử dưới dạng hạt, thì người ta có thể đơn giản kì vọng thấy hai vệt sáng tương ứng với hai khe.
Ngày nay, chúng ta biết rằng hành trạng của ánh sáng và các hạt hạ nguyên tử có thể còn bí ẩn hơn nữa. Khi gởi tuần tự từng electron qua hai khe, thì hệ vân giao thoa được tạo ra cũng giống như khi cho các sóng đi qua hai khe cùng một lúc. Hành trạng này ứng với mọi hạt hạ nguyên tử, chứ không riêng photon (hạt ánh sáng) và electron. Nó cho thấy ánh sáng và các hạt hạ nguyên tử khác có một sự kết hợp bí ẩn của hành trạng hạt và sóng, đó chỉ là một khía cạnh của cuộc cách mạng cơ lượng tử trong vật lí học.
XEM THÊM. Các phương trình Maxwell (1861), Phổ điện từ (1864), Electron (1897), Hiệu ứng quang điện (1905), Định luật Bragg về Nhiễu xạ tinh thể (1912), Hệ thức De Broglie (1924), Phương trình sóng Schrödinger (1926), Nguyên lí bổ sung (1927).
Mô phỏng sự giao thoa giữa hai nguồn điểm. Young đã chỉ ra rằng sự chồng chất của các sóng ánh sáng từ hai khe giải thích được dải sọc sáng và tối mà người ta quan sát thấy, tương ứng với sự giao thoa tăng cường và triệt tiêu.
250 Mốc Son Chói Lọi Trong Lịch Sử Vật Lí
Clifford A. Pickover
Bản dịch của Thuvienvatly.com
<< Phần trước | Phần tiếp theo >>
