¿Por qué la luz solar es una onda electromagnética? ¿Todo es radiación luminosa? (¡Asegúrese de ser detallado!)
Newton hizo el experimento de división del haz del prisma hace mucho tiempo. Luz visible (el objeto del experimento de Newton en ese momento era la luz visible natural, es decir, la parte visible de la luz solar. De hecho, hay partes invisibles de otras longitudes de onda, pero son invisibles a simple vista, por lo que no se dio cuenta it) se convirtió en colores a través del prisma, formando el espectrograma original. El llamado espectrograma, en pocas palabras, toma la longitud de onda como eje horizontal y marca la luz de diferentes frecuencias en el gráfico, como una lista de recetas, excepto que los diferentes nombres de platos se reemplazan por frecuencias ordenadas por tamaño. Basándose en su observación de las propiedades geométricas de la luz, como la reflexión y la refracción, en ese momento, Newton propuso que la luz es una partícula tan pequeña que el ojo desnudo no puede distinguir las partículas de luz individuales. La luz está compuesta de partículas de luz de diferentes tamaños que. vibrar rápidamente. En el estudio de la luz en la física clásica temprana (a diferencia de la física cuántica desarrollada más tarde), los fenómenos de interferencia y difracción eran la evidencia más sólida de la existencia de la luz como onda. Esto fue reconocido por la mayoría de los físicos de la época, entre ellos Fresnel. la difracción y la interferencia de doble rendija de Young son las más importantes (mencionadas en libros de óptica general). Desde las partículas de Newton hasta la teoría ondulatoria de Huygens, el debate sobre la naturaleza de la luz ha durado más de un siglo. La física clásica no puede aceptar que la luz sea a la vez una onda y una partícula.
En las últimas etapas del desarrollo del electromagnetismo clásico, el sistema de ecuaciones resumido por Maxwell (ver Ecuaciones de Maxwell) unificó la teoría del campo electromagnético y explicó matemáticamente las propiedades geométricas de la luz. La fluctuación de la luz establece un sistema completo desde la teoría hasta el experimento. Maxwell señaló que la velocidad de las ondas electromagnéticas y de la luz era la misma, y predijo que la luz (entonces limitada al concepto de luz visible) era una onda electromagnética. La física clásica parece haber llegado a su fin. Muchos científicos de finales del siglo XIX y principios del XX creían que la exploración del mundo físico se había completado básicamente y que todo lo que quedaba era trabajo complementario y detallado.
Pero la historia trajo la relatividad y la mecánica cuántica. Ya en 1888 Hertz, se observó que cuando se irradian rayos ultravioleta sobre un metal, éste emitirá partículas cargadas. Thomson y otros confirmaron que estas partículas cargadas son electrones, lo que se denomina efecto fotoeléctrico. Después de que Planck propusiera el concepto de cuantificación, Einstein explicó con éxito el efecto fotoeléctrico. Con un conocimiento profundo de los elementos químicos y la exploración de modelos atómicos, Bohr, representante de la Escuela Danesa de Gopenhagen, dio un paso pionero hacia la física atómica cuantificada y la espectroscopia: el modelo cuántico de las órbitas de los electrones (la palabra "cuántica"). puede entenderse simplemente como "discontinuidad", a diferencia de varios procesos continuos en el mundo macroscópico). Los físicos reconocieron que los electrones de los átomos saltan de una órbita a otra, acompañados de cambios en la energía electromagnética, que se manifiestan en forma de radiación o absorción de ondas electromagnéticas de diferentes longitudes de onda y frecuencias.
De 1923 a 1924, el joven científico francés de Broglie planteó la hipótesis de que todas las partículas materiales tienen fluctuación y dualidad de partículas en su tesis doctoral titulada "Investigación sobre la teoría cuántica". Señale que la longitud de onda (rango de fluctuación) de las partículas materiales es inversamente proporcional al momento de la partícula (rango de partículas). Esta fue la primera vez que se vincularon y tuvieron éxito la naturaleza partícula y la naturaleza ondulatoria de la luz. Posteriormente, también se descubrió que los grupos de electrones también tienen comportamiento ondulatorio, por lo que se confirmó la naturaleza partícula de las ondas electromagnéticas.
En pocas palabras, la luz se puede expresar como fotones o radiación electromagnética. Para obtener una explicación de la versión en inglés, consulte Wikipedia y la Enciclopedia Británica en línea. Para obtener una teoría más profunda, puede consultar "Física atómica" (escrita por Yang Jiafu) y algunas lecturas ópticas modernas. Para una comprensión más profunda, consulte la mecánica cuántica, la electrodinámica y la electrodinámica cuántica.