Naukowcy lubią mówić, że każda teoria jest coś warta, jeśli można ją przedstawić prostym językiem, dostępnym dla mniej lub bardziej przygotowanego laika. Mówią, że kamień spada na ziemię w takim a takim łuku z taką a taką szybkością, a ich słowa potwierdza praktyka. Substancja X dodana do roztworu Y nada mu kolor niebieski, a substancja Z dodana do tego samego roztworu nada mu kolor zielony. W końcu prawie wszystko, co nas otacza w życiu codziennym (z wyjątkiem szeregu zupełnie niewytłumaczalnych zjawisk) jest albo wyjaśnione z punktu widzenia nauki, albo w ogóle, jak na przykład każdy syntetyk, jest jego produktem.
Ale przy tak fundamentalnym zjawisku, jak światło, wszystko nie jest takie proste. Na podstawowym, codziennym poziomie wszystko wydaje się proste i jasne: jest światło, a jego brak jest ciemnością. Załamane i odbite światło ma różne kolory. W jasnym i słabym świetle obiekty są postrzegane inaczej.
Ale jeśli zagłębisz się trochę głębiej, okaże się, że natura światła jest nadal niejasna. Fizycy długo się kłócili, a potem doszli do kompromisu. Nazywa się to „dualizmem korpuskularno-falowym”. Ludzie mówią o takich rzeczach „ani mnie, ani tobie”: niektórzy uważali światło za strumień cząstek-ciałek, inni myśleli, że światło to fale. Do pewnego stopnia obie strony miały rację i niesłusznie. Rezultatem jest klasyczne pull-push - czasami światło jest falą, czasami - strumieniem cząstek, uporządkuj to samodzielnie. Kiedy Albert Einstein zapytał Nielsa Bohra, jakie jest światło, zasugerował, aby poruszyć tę kwestię z rządem. Zostanie podjęta decyzja, że światło jest falą i fotokomórki będą musiały zostać zabronione. Decydują, że światło jest strumieniem cząstek, co oznacza, że siatki dyfrakcyjne zostaną zakazane.
Przedstawiony poniżej wybór faktów nie pomoże oczywiście w wyjaśnieniu natury światła, ale to nie wszystko teoria wyjaśniająca, a jedynie prosta systematyzacja wiedzy o świetle.
1. Ze szkolnego kursu fizyki wielu pamięta, że prędkość propagacji światła, a ściślej mówiąc fal elektromagnetycznych w próżni wynosi 300 000 km / s (w rzeczywistości 299 793 km / s, ale taka dokładność nie jest potrzebna nawet w obliczeniach naukowych). Ta prędkość dla fizyki, jak Puszkin dla literatury, jest dla nas wszystkim. Ciała nie mogą poruszać się szybciej niż prędkość światła, zapisał nam wielki Einstein. Jeśli nagle ciało pozwoli sobie na przekroczenie prędkości światła nawet o metr na godzinę, naruszy to zasadę przyczynowości - postulat, że przyszłe wydarzenie nie może wpłynąć na poprzednie. Eksperci przyznają, że zasada ta nie została jeszcze udowodniona, jednocześnie zauważając, że dziś jest ona niepodważalna. A inni specjaliści latami siedzą w laboratoriach i otrzymują wyniki, które zasadniczo obalają podstawową liczbę.
2. W 1935 r. Postulat niemożności przekroczenia prędkości światła skrytykował wybitny radziecki naukowiec Konstantin Ciołkowski. Teoretyk kosmonautyki elegancko uzasadnił swój wniosek z punktu widzenia filozofii. Napisał, że postać wydedukowana przez Einsteina jest podobna do biblijnych sześciu dni, które zajęło stworzenie świata. Potwierdza tylko odrębną teorię, ale w żaden sposób nie może być podstawą wszechświata.
3. Jeszcze w 1934 r. Radziecki naukowiec Paweł Czerenkow, emitując blask cieczy pod wpływem promieniowania gamma, odkrył elektrony, których prędkość przekraczała fazową prędkość światła w danym ośrodku. W 1958 roku Czerenkow wraz z Igorem Tammem i Ilyą Frank (uważa się, że dwaj ostatni pomogli Czerenkowowi w teoretycznym uzasadnieniu odkrytego zjawiska) otrzymali Nagrodę Nobla. Ani postulaty teoretyczne, ani odkrycie, ani nagroda nie przyniosły efektu.
4. Koncepcja, zgodnie z którą światło składa się z widocznych i niewidocznych elementów, ukształtowała się ostatecznie dopiero w XIX wieku. W tym czasie dominowała falowa teoria światła, a fizycy, rozkładając część widma widocznego dla oka, poszli dalej. Najpierw odkryto promienie podczerwone, a następnie promienie ultrafioletowe.
5. Bez względu na to, jak sceptycznie podchodzimy do słów medium, ludzkie ciało naprawdę emituje światło. To prawda, że jest tak słaby, że nie można go zobaczyć gołym okiem. Taki blask nazywany jest ultra-niskim blaskiem, ma charakter termiczny. Jednak odnotowano przypadki, gdy całe ciało lub jego poszczególne części świeciły w taki sposób, że było widoczne dla otaczających ludzi. W szczególności w 1934 r. Lekarze zaobserwowali u Angielki Anny Monaro, która cierpiała na astmę, poświatę w okolicy klatki piersiowej. Blask zaczynał się zwykle w czasie kryzysu. Po jego zakończeniu blask zniknął, puls pacjenta przyspieszył na krótki czas, a temperatura wzrosła. Taki blask jest spowodowany reakcjami biochemicznymi - blask latających chrząszczy ma tę samą naturę - i jak dotąd nie ma naukowego wyjaśnienia. Aby zobaczyć ultramałą poświatę zwykłego człowieka, musimy widzieć 1000 razy lepiej.
6. Pomysł, że światło słoneczne ma impuls, to znaczy może fizycznie oddziaływać na ciało, wkrótce będzie miał 150 lat. W 1619 roku Johannes Kepler, obserwując komety, zauważył, że ogon komety jest zawsze skierowany ściśle w kierunku przeciwnym do Słońca. Kepler zasugerował, że ogon komety jest odchylany z powrotem przez niektóre cząstki materii. Dopiero w 1873 roku jeden z głównych badaczy światła w historii światowej nauki, James Maxwell, zasugerował, że ogony komet są pod wpływem światła słonecznego. To założenie przez długi czas pozostawało hipotezą astrofizyczną - naukowcy stwierdzili, że światło słoneczne ma puls, ale nie potrafili tego potwierdzić. Dopiero w 2018 roku naukowcom z University of British Columbia (Kanada) udało się udowodnić obecność impulsu w świetle. Aby to zrobić, musieli stworzyć duże lustro i umieścić je w pomieszczeniu odizolowanym od wszelkich wpływów zewnętrznych. Po oświetleniu lustra wiązką lasera czujniki wykazały, że lustro wibruje. Wibracja była malutka, nie dało się jej nawet zmierzyć. Udowodniono jednak obecność lekkiego nacisku. Idea wykonywania lotów kosmicznych za pomocą gigantycznych, najcieńszych żagli słonecznych, wyrażana przez pisarzy science fiction od połowy XX wieku, w zasadzie może zostać zrealizowana.
7. Światło, a właściwie jego kolor, oddziałuje nawet na osoby całkowicie niewidome. Amerykański lekarz Charles Zeisler, po kilku latach badań, potrzebował kolejnych pięciu lat, aby wybić dziurę w ścianie redaktorów naukowych i opublikować artykuł na ten temat. Zeislerowi udało się odkryć, że w siatkówce oka ludzkiego oprócz zwykłych komórek odpowiedzialnych za widzenie znajdują się komórki bezpośrednio związane z regionem mózgu kontrolującym rytm dobowy. Pigment w tych komórkach jest wrażliwy na niebieski kolor. Dlatego światło o niebieskiej tonacji - zgodnie z klasyfikacją temperaturową światła, jest to światło o natężeniu powyżej 6500 K - działa na osoby niewidome tak samo usypiająco, jak na osoby z normalnym wzrokiem.
8. Oko ludzkie jest absolutnie wrażliwe na światło. Ta głośna ekspresja oznacza, że oko reaguje na najmniejszą możliwą porcję światła - jeden foton. Eksperymenty przeprowadzone w 1941 roku na Uniwersytecie w Cambridge wykazały, że ludzie nawet przy przeciętnym wzroku reagowali na 5 z 5 fotonów wysłanych w ich kierunku. To prawda, że w tym celu oczy musiały „przyzwyczaić się” do ciemności w ciągu kilku minut. Chociaż zamiast „przyzwyczaić się” w tym przypadku bardziej słuszne jest użycie słowa „adaptować” - w ciemnościach czopki oczu, które są odpowiedzialne za percepcję kolorów, są stopniowo wyłączane, a do gry wchodzą pręciki. Dają obraz monochromatyczny, ale są znacznie bardziej czułe.
9. Światło jest pojęciem szczególnie ważnym w malarstwie. Mówiąc prościej, są to cienie w oświetleniu i cieniowaniu fragmentów płótna. Najjaśniejszym fragmentem obrazu jest odblask - miejsce, z którego odbija się światło w oczach widza. Najciemniejsze miejsce to własny cień przedstawionego obiektu lub osoby. Pomiędzy tymi skrajnościami jest kilka - jest to 5-7 - gradacji. Mowa oczywiście o malarstwie przedmiotowym, a nie o gatunkach, w których artysta stara się wyrazić swój własny świat itp. Choć od tych samych impresjonistów z początku XX wieku niebieskie cienie wpadały w tradycyjne malarstwo - przed nimi cienie malowano na czarno lub na szaro. A jednak - w malarstwie za złą formę uważa się zrobienie czegoś lekkiego bielą.
10. Istnieje bardzo ciekawe zjawisko zwane sonoluminescencją. Jest to pojawienie się jasnego błysku światła w cieczy, w której powstaje silna fala ultradźwiękowa. Zjawisko to zostało opisane już w latach trzydziestych XX wieku, ale jego istotę zrozumiano 60 lat później. Okazało się, że pod wpływem ultradźwięków w cieczy tworzy się pęcherzyk kawitacyjny. Zwiększa się przez pewien czas, a następnie gwałtownie się zapada. Podczas tego załamania uwalniana jest energia, dając światło. Rozmiar pojedynczego pęcherzyka kawitacyjnego jest bardzo mały, ale pojawiają się w milionach, dając stabilny blask. Przez długi czas badania sonoluminescencji wyglądały jak nauka dla samej nauki - kogo interesują źródła światła o mocy 1 kW (a było to wielkie osiągnięcie na początku XXI wieku) z przytłaczającymi kosztami? W końcu sam generator ultradźwięków zużywał setki razy więcej energii elektrycznej. Ciągłe eksperymenty z płynnymi mediami i falami ultradźwiękowymi stopniowo doprowadziły moc źródła światła do 100 W. Na razie taki blask trwa bardzo krótko, ale optymiści uważają, że sonoluminescencja pozwoli nie tylko na pozyskanie źródeł światła, ale także na wywołanie reakcji termojądrowej.
11. Wydawałoby się, co może mieć wspólnego między takimi postaciami literackimi jak na wpół szalony inżynier Garin z „Hiperboloidy inżyniera Garina” Aleksieja Tołstoja i praktyczny lekarz Clobonny z książki „Podróże i przygody kapitana Hatterasa” Julesa Verne'a? Zarówno Garin, jak i Clawbonny umiejętnie wykorzystali ogniskowanie wiązek światła do wytworzenia wysokich temperatur. Tylko dr Clawbonny, po wycięciu soczewki z bloku lodu, zdołał rozpalić ogień i wypasić siebie i swoich towarzyszy z głodu i zimnej śmierci, a inżynier Garin, tworząc skomplikowany aparat nieco przypominający laser, zniszczył tysiące ludzi. Nawiasem mówiąc, rozpalenie ognia za pomocą lodowej soczewki jest całkiem możliwe. Każdy może powtórzyć doświadczenie doktora Clawbonny'ego, zamrażając lód na wklęsłej płycie.
12. Jak wiecie, wielki angielski naukowiec Isaac Newton jako pierwszy podzielił białe światło na kolory widma tęczy, do których jesteśmy przyzwyczajeni. Jednak Newton początkowo naliczył 6 kolorów w swoim spektrum. Naukowiec był ekspertem w wielu dziedzinach nauki i ówczesnej technologii, a jednocześnie pasjonował się numerologią. A w nim liczba 6 jest uważana za diabelską. Dlatego Newton, po długich rozważaniach, dodał do widma kolor, który nazwał „indygo” - nazywamy go „fioletem”, a widmo zawierało 7 kolorów podstawowych. Siedem to szczęśliwa liczba.
13. Muzeum Historii Akademii Strategicznych Sił Rakietowych prezentuje działający pistolet laserowy i rewolwer laserowy. „Broń przyszłości” została wyprodukowana w akademii w 1984 roku. Grupa naukowców pod kierunkiem profesora Viktora Sulakvelidze całkowicie poradziła sobie ze stworzeniem zestawu: wykonaniem nieśmiercionośnej broni laserowej, która również nie jest w stanie przebić skóry statku kosmicznego. Faktem jest, że pistolety laserowe były przeznaczone do obrony radzieckich kosmonautów na orbicie. Miały oślepiać przeciwników i trafiać w sprzęt optyczny. Uderzającym elementem był optyczny laser pompujący. Nabój był analogiczny do lampy błyskowej. Światło z niego zostało pochłonięte przez element światłowodowy, który wygenerował wiązkę laserową. Zasięg zniszczenia wynosił 20 metrów. Tak więc, wbrew powiedzeniu, generałowie nie zawsze przygotowują się tylko do minionych wojen.
14. Starożytne monitory monochromatyczne i tradycyjne noktowizory dawały zielone obrazy nie pod wpływem kaprysu wynalazców. Wszystko zostało zrobione zgodnie z nauką - kolor został dobrany tak, aby jak najmniej męczył oczy, pozwalał zachować koncentrację, a jednocześnie dawał jak najczystszy obraz. Zgodnie ze stosunkiem tych parametrów wybrano kolor zielony. Jednocześnie z góry ustalono kolor obcych - podczas realizacji poszukiwań obcej inteligencji w latach 60. na monitorach wyświetlano dźwięk sygnałów radiowych odbieranych z kosmosu w postaci zielonych ikon. Przebiegli reporterzy natychmiast wymyślili „zielonych mężczyzn”.
15. Ludzie zawsze próbowali oświetlać swoje domy. Nawet dla starożytnych ludzi, którzy przez dziesięciolecia trzymali ogień w jednym miejscu, ogień służył nie tylko do gotowania i ogrzewania, ale także do rozpalania. Aby jednak ulice systematycznie oświetlać centralnie, potrzeba było tysiącleci rozwoju cywilizacyjnego. W XIV-XV wieku władze niektórych dużych miast europejskich zaczęły nakładać na mieszczan obowiązek oświetlania ulicy przed swoimi domami. Ale pierwszy prawdziwie scentralizowany system oświetlenia ulicznego w dużym mieście pojawił się dopiero w 1669 roku w Amsterdamie. Lokalny mieszkaniec Jan van der Heyden zaproponował umieszczenie latarni na obrzeżach wszystkich ulic, aby ludzie mniej wpadali do licznych kanałów i byli narażeni na wtargnięcie przestępców. Hayden był prawdziwym patriotą - kilka lat temu zaproponował utworzenie straży pożarnej w Amsterdamie. Inicjatywa jest karalna - władze zaproponowały Haydenowi podjęcie nowego, kłopotliwego interesu. W historii oświetlenia wszystko potoczyło się jak plan - Hayden został organizatorem usługi oświetleniowej. Trzeba przyznać władzom miasta, że w obu przypadkach przedsiębiorczy mieszkaniec miasta otrzymał dobre dofinansowanie. Hayden nie tylko zainstalował w mieście 2500 latarni. Wynalazł także specjalną lampę o tak udanym projekcie, że lampy Haydena były używane w Amsterdamie i innych europejskich miastach do połowy XIX wieku.
