Má světlo povahu částice, nebo vlnění?

Kvantová fyzika odhaluje dvojí povahu elementárních částic – občas se chovají jako vlny a občas jako částice. Do které z těchto kategorií patří světlo?

08.06.2024 - Michal Švanda



Kvantová fyzika nás dnes učí, že elementární částice mají dvojí povahu: Občas se chovají jako vlny a občas jako částice. A zatímco u elektronů, protonů a dalších hmotných částic jednoznačně převažují efekty částicové, u nehmotného fotonu panuje méně jasná situace. Ostatně tzv. dualita světla se stala prvním indikátorem, že může být mikrosvět složitější, než vyplývá z klasické fyziky. Světlo se tedy chová jako elektromagnetické vlnění, přičemž jeho charakter určuje délka a amplituda vlny a jeho šíření velmi úspěšně popisují Maxwellovy rovnice elektromagnetické teorie.

Na druhou stranu se světlo chová jako korpuskule neboli částice. Vyskytuje se v malých kvantech, tzv. fotonech, jež mají vlastnosti částic – tj. energii a hybnost. Obecně se pro elektromagnetické záření či vlnění s delšími vlnovými délkami uplatňují spíš vlnové vlastnosti, zatímco to krátkovlnné – například rentgenové – silně vykazuje vlastnosti částicové. Přesto jsou oba typy vlastností vždy přítomny současně. Vlnově-částicovým dualismem světla se zabývá i kvantová elektrodynamika.

Elektromagnetické záření o různých vlnových délkách se v našem každodenním životě uplatňuje odlišně. (zdroj: Encyclopedia Britannica, CC BY 3.0)

Další články v sekci