Tarix boyu bəşəriyyət işıq kimi bir fenomenin təbiəti haqqında düşünmüşdür. Qədim dövrlərdən bu günə qədər onunla bağlı fikirlər dəyişib və təkmilləşib. Ən məşhur fərziyyələr işığın hissəcik və ya dalğa olması ilə bağlı idi. İşığın təbiətini və davranışını öyrənən müasir elmin sahəsi optika adlanır.
İşıq haqqında fikirlərin inkişaf tarixi
Aristotel kimi qədim yunan filosoflarının fikrinə görə işıq insan gözündən çıxan şüalardır. Kosmosu dolduran şəffaf maddə olan efir vasitəsilə bu şüalar yayılaraq insanın obyektləri görməsinə şərait yaradır.
Başqa bir filosof Platon Günəşin Yerdəki işıq mənbəyi olduğunu irəli sürdü.
Filosof və riyaziyyatçı Pifaqor kiçik hissəciklərin cisimlərdən uçduğuna inanırdı. İnsan gözünə girərək, bu obyektlərin görünüşü haqqında bizə fikir verirlər.
Sadəlövhlük kimi görünməsinə baxmayaraq, bu fərziyyələr düşüncənin daha da inkişafı üçün zəmin yaratdı.
Beləliklə, 17-ci əsrdə alman alimi İohannes KeplerPlaton və Pifaqorun ideyalarına yaxın bir nəzəriyyə ifadə etmişdir. Onun fikrincə, işıq hissəcikdir, daha dəqiq desək, hansısa mənbədən yayılan hissəciklər axınıdır.
Nyutonun Korpuskulyar Fərziyyəsi
Alim İsaak Nyuton bu fenomen haqqında müəyyən dərəcədə ziddiyyətli fikirləri birləşdirən bir nəzəriyyə irəli sürdü.
Nyutonun fərziyyəsinə görə, işıq hərəkət sürəti çox yüksək olan hissəcikdir. Korpuskullar homojen bir mühitdə yayılır, işıq mənbəyindən bərabər və düz xətti hərəkət edir. Bu hissəciklərin axını gözə daxil olarsa, o zaman insan onun mənbəyini müşahidə edir.
Alimin fikrincə, cisimciklər müxtəlif rənglərdə təəssürat yaradan müxtəlif ölçülü idi. Məsələn, böyük hissəciklər bir insanın qırmızı görməsinə kömək edir. O, bərk maneədən hissəciklərin geri qayıtması ilə işıq axınının əks olunması fenomenini müdafiə etdi.
Alim ağ rəngi spektrin bütün rənglərinin birləşməsi ilə izah etdi. Bu nəticə onun 1666-cı ildə kəşf etdiyi dispersiya nəzəriyyəsinin əsasını təşkil edir.
Nyutonun fərziyyələri bir çox optik hadisələri izah edərək müasirləri arasında böyük rəğbət qazandı.
Huygensin dalğa nəzəriyyəsi
Eyni dövrün başqa bir alimi Kristian Huygens işığın zərrəcik olması ilə razılaşmırdı. O, işığın təbiəti haqqında dalğa fərziyyəsini irəli sürdü.
Huygens inanırdı ki, cisimlər arasındakı və cisimlərin özlərindəki bütün boşluq efirlə doludur və işıq şüalanması impulslar, bu efirdə yayılan dalğalardır. İşığa çatan efirin hər bir hissəsidalğa ikinci dərəcəli dalğaların mənbəyinə çevrilir. İşığın müdaxiləsi və difraksiyasına dair təcrübələr işığın təbiətini dalğa ilə izah etmək imkanını təsdiqlədi.
Hüygensin nəzəriyyəsi öz dövründə o qədər də tanınmadı, çünki əksər elm adamları işığı zərrəcik hesab edirdilər. Lakin sonradan Jung və Fresnel kimi bir çox elm adamı tərəfindən qəbul edilmiş və təkmilləşdirilmişdir.
Baxışların daha da inkişafı
Fizikada işığın nə olduğu sualı alimlərin beynini məşğul etməkdə davam edirdi. 19-cu əsrdə Ceyms Klerk Maksvell işıq şüalarının yüksək tezlikli elektromaqnit dalğaları olması nəzəriyyəsini inkişaf etdirdi. Onun fikirləri vakuumda işığın sürətinin elektromaqnit dalğalarının sürətinə bərabər olduğuna əsaslanırdı.
1900-cü ildə Maks Plank elmə "hissə", "kiçik miqdar" kimi tərcümə olunan "kvant" terminini daxil etdi. Planka görə, elektromaqnit dalğalarının şüalanması davamlı olaraq deyil, hissə-hissə, kvantlarla baş verir.
Bu ideyalar Albert Eynşteyn tərəfindən hazırlanmışdır. O, işığın təkcə yayılmadığını, həm də hissəciklər tərəfindən udulduğunu və yayıldığını irəli sürdü. Onları təyin etmək üçün o, "fotonlar" sözündən istifadə etdi (termin ilk dəfə Gilbert Lewis tərəfindən təklif edilmişdir).
Zərrəcik-dalğa ikiliyi
İşığın təbiətinin müasir izahı dalğa-hissəcik ikiliyi konsepsiyasındadır. Bu hadisənin mahiyyəti ondan ibarətdir ki, maddə həm dalğaların, həm də hissəciklərin xüsusiyyətlərini nümayiş etdirə bilər. İşıq belə bir məsələyə misaldır. Zahirən əks fikirlərə gələn alimlərin araşdırmaları işığın ikili təbiətinin təsdiqidir. İşıq eyni zamanda həm hissəcik, həm də dalğadır. Bu xassələrin hər birinin təzahür dərəcəsi konkret fiziki şəraitdən asılıdır. Müəyyən hallarda işıq elektromaqnit dalğasının xassələrini nümayiş etdirir, onun mənşəyinin dalğa nəzəriyyəsini təsdiqləyir, digər hallarda işıq korpuskullar (fotonlar) axınıdır. Bu, işığın hissəcik olduğunu deməyə əsas verir.
İşıq fizika tarixində korpuskulyar-dalğa dualizminin mövcudluğunu tanıyan ilk maddə oldu. Sonralar bu xassə bir sıra başqa məsələlərdə də kəşf edildi, məsələn, molekullarda və nuklonlarda dalğa davranışı müşahidə olunur.
Xülasə edərək deyə bilərik ki, işıq unikal bir fenomendir, onun haqqında fikirlərin inkişaf tarixi iki min ildən çoxdur. Bu fenomenin müasir anlayışına görə, işıq həm dalğaların, həm də hissəciklərin xüsusiyyətlərini göstərən ikili təbiətə malikdir.
