İşığın elektromaqnit təbiəti hissəcik-dalğa dualizmidir. Dalğa-hissəcik ikiliyi nədir? İkiqat yarıq təcrübəsi

İşığın dalğa-hissəcik ikiliyi işığın eyni zamanda davamlı elektromaqnit dalğalarının xassələrinə və diskret fotonların xüsusiyyətlərinə malik olması deməkdir. Bu fundamental nəticə 20-ci əsrdə fiziklər tərəfindən edilmiş və işıq haqqında əvvəlki fikirlərdən irəli gəlmişdir. Nyuton hesab edirdi ki, işığın cisimciklər axını, yəni düz xətt üzrə uçan maddə hissəcikləri axınıdır. Bu nəzəriyyə işığın düzxətli yayılmasını yaxşı izah edirdi. Lakin əks olunma və sınma qanunlarını izah etməkdə çətinliklər yarandı və difraksiya və interferensiya hadisələri korpuskulyar nəzəriyyə ilə qətiyyən izah oluna bilmədi. Buna görə də işığın dalğa nəzəriyyəsi yarandı. Bu nəzəriyyə difraksiya və müdaxiləni izah edirdi, lakin düz işığı izah etməkdə çətinlik çəkirdi. Yalnız 19-cu əsrdə J. Fresnel digər fiziklərin kəşflərindən istifadə edərək, artıq əldə edilmiş prinsipləri bir nəzəriyyədə birləşdirə bildi, buna görə işıq eninə mexaniki dalğadır. Daha sonra Maksvell işığın elektromaqnit şüalanmasının bir növü olduğunu kəşf etdi. Lakin 20-ci əsrin əvvəllərində Eynşteynin kəşfləri sayəsində işıq haqqında təsəvvürlər yenidən dəyişdi. İşıq foton axını kimi başa düşülməyə başladı. Ancaq işığın bəzi xüsusiyyətləri dalğa nəzəriyyəsi ilə mükəmməl şəkildə izah edildi. İşıq həm korpuskulyar, həm də dalğa xüsusiyyətlərinə malikdir. Bu halda aşağıdakı qanunauyğunluqlar mövcuddur: dalğa uzunluğu nə qədər qısa olarsa, korpuskulyar xassələr nə qədər parlaq olarsa, dalğa uzunluğu bir o qədər parlaq olar;

De Brogliyə görə, hər bir mikroobyekt bir tərəfdən korpuskulyar xarakteristikalar - enerji E və impuls p, digər tərəfdən isə dalğa xüsusiyyətləri ilə - tezlik və dalğa uzunluğu ilə əlaqələndirilir.

1924-cü ildə fransız fiziki L. de Broglie cəsarətli bir fərziyyə irəli sürdü: dalğa-hissəcik ikiliyi universal xarakter daşıyır, yəni. sonlu impuls P olan bütün hissəciklər dalğa xassələrinə malikdir. Məşhur de Broyl düsturu fizikada belə ortaya çıxdı, burada m hissəciyin kütləsi, V onun sürəti, h Plank sabitidir.

Belə ki, mikro-obyektin korpuskulyar və dalğa xassələri onların eyni vaxtda təzahürü ilə bağlı uyğun gəlmir, lakin onlar obyekti eyni dərəcədə xarakterizə edir, yəni. bir-birini tamamlayır. Bu fikri N.Bor ifadə etmiş və o, müasir elmin ən mühüm metodoloji prinsipinin əsasını təşkil etmişdir ki, bu prinsip hazırda təkcə fizika elmlərini deyil, həm də bütün təbiət elmini əhatə edir - tamamlayıcılıq prinsipi (1927). mahiyyəti N.Bora görə tamamlayıcılıq prinsipi aşağıdakılara gəlir: hadisələrin klassik fiziki izahatdan nə qədər kənara çıxmasından asılı olmayaraq, bütün eksperimental məlumatlar klassik anlayışlardan istifadə etməklə təsvir edilməlidir. Kvant mexaniki hadisələri tam təsvir etmək üçün klassik anlayışların bir-birini istisna edən (əlavə) iki dəstindən istifadə etmək lazımdır ki, onların birləşməsi bütövlükdə bu hadisələr haqqında ən dolğun məlumat verir.

İdrakın ümumi prinsipi kimi tamamlayıcılıq prinsipini belə ifadə etmək olar: hər bir həqiqi təbiət hadisəsini dilimizin sözlərindən istifadə etməklə birmənalı şəkildə müəyyən etmək olmaz və onun müəyyən edilməsi üçün ən azı bir-birini istisna edən iki əlavə anlayış tələb olunur. Belə hadisələrə, məsələn, kvant hadisələri, həyat, psixika və s. daxildir. Xüsusilə, Bor biologiyada tamamlayıcılıq prinsipini tətbiq etmək zərurətini görürdü ki, bu da canlı orqanizmlərin onları təmin edən son dərəcə mürəkkəb quruluşu və funksiyaları ilə bağlıdır. demək olar ki, tükənməz gizli imkanlarla.

Son yüz ildə elm dünyamızın strukturunu həm mikroskopik, həm də makroskopik səviyyədə öyrənməkdə böyük uğurlar qazanmışdır. Nisbilik və kvant mexanikasının xüsusi və ümumi nəzəriyyələrinin bizə gətirdiyi heyrətamiz kəşflər hələ də ictimaiyyətin şüurunu həyəcanlandırır. Bununla belə, hər bir savadlı insan ən azı müasir elmi nailiyyətlərin əsaslarını başa düşməlidir. Ən təsirli və vacib məqamlardan biri dalğa-hissəcik ikiliyidir. Bu paradoksal bir kəşfdir, onun dərk edilməsi intuitiv gündəlik qavrayışdan kənardır.

Korpuskullar və dalğalar

Dualizm ilk dəfə şəraitdən asılı olaraq tamamilə fərqli davranan işığın tədqiqində kəşf edilmişdir. Bir tərəfdən işığın optik elektromaqnit dalğası olduğu ortaya çıxdı. Digər tərəfdən, diskret hissəcik (işığın kimyəvi təsiri) var. Əvvəlcə elm adamları bu iki fikrin bir-birini istisna etdiyinə inanırdılar. Ancaq çoxsaylı təcrübələr bunun belə olmadığını göstərdi. Tədricən dalğa-hissəcik ikiliyi kimi konsepsiyanın reallığı adi hala çevrildi. Bu konsepsiya nə dalğalar, nə də hissəciklər olmayan, yalnız müəyyən şərtlərdən asılı olaraq sonuncunun və ya birincinin xassələrini əldə edən mürəkkəb kvant obyektlərinin davranışını öyrənmək üçün əsas verir.

İkiqat yarıq təcrübəsi

Fotonun difraksiyası dualizmin bariz nümayişidir. Yüklü hissəciklərin detektoru foto lövhə və ya flüoresan ekrandır. Hər bir fərdi foton işıqlandırma və ya ləkə ilə işarələnmişdir. Bu cür işarələrin birləşməsi müdaxilə nümunəsi verdi - dalğa difraksiyasının xarakterik xüsusiyyəti olan zəif və güclü işıqlandırılmış zolaqların növbələşməsi. Bu, dalğa-hissəcik ikiliyi kimi bir konsepsiya ilə izah olunur. Məşhur fizik və Nobel mükafatı laureatı Riçard Feynman dedi ki, maddə kiçik miqyasda elə davranır ki, kvant davranışının “təbiiliyini” hiss etmək mümkün deyil.

Universal dualizm

Ancaq bu təcrübə təkcə fotonlar üçün keçərli deyil. Məlum oldu ki, dualizm bütün materiyaya xasdır və o, universaldır. Heisenberg, maddənin hər iki formada alternativ olaraq mövcud olduğunu müdafiə etdi. Bu gün hər iki xüsusiyyətin tamamilə eyni vaxtda göründüyü tamamilə sübut edilmişdir.

Korpuskulyar dalğa

Maddənin bu davranışını necə izah edə bilərik? Korpuskullara (hissəciklərə) xas olan dalğa bu problemin həllini təklif edən gənc aristokrat alimin adını daşıyan de Broyl dalğası adlanır. Ümumiyyətlə qəbul edilir ki, de Broyl tənlikləri dalğa funksiyasını təsvir edir, o, kvadrat şəklində yalnız hissəciyin müxtəlif vaxtlarda fəzanın müxtəlif nöqtələrində olması ehtimalını təyin edir. Sadə dillə desək, de Brogli dalğası bir ehtimaldır. Beləliklə, riyazi anlayış (ehtimal) ilə real proses arasında bərabərlik yarandı.

Kvant sahəsi

Maddənin cisimcikləri hansılardır? Ümumiyyətlə, bunlar dalğa sahələrinin kvantlarıdır. Foton elektromaqnit sahəsinin kvantıdır, pozitron və elektron elektron-pozitron sahəsidir, mezon mezon sahəsinin kvantıdır və s. Dalğa sahələri arasında qarşılıqlı təsir onların arasında müəyyən ara hissəciklərin mübadiləsi ilə izah olunur, məsələn, elektromaqnit qarşılıqlı təsir zamanı fotonların mübadiləsi baş verir. Bundan birbaşa de Broyl tərəfindən təsvir edilən dalğa proseslərinin tamamilə real fiziki hadisələr olduğunun başqa bir təsdiqi gəlir. Və hissəcik-dalğa dualizmi hissəciklərin “reinkarnasiya” qabiliyyətini xarakterizə edən “sirli gizli xüsusiyyət” kimi çıxış etmir. O, bir-biri ilə əlaqəli iki hərəkəti - obyektin hərəkətini və onunla əlaqəli dalğa prosesini aydın şəkildə nümayiş etdirir.

Tunel effekti

İşığın dalğa-hissəcik ikiliyi bir çox başqa maraqlı hadisələrlə əlaqələndirilir. De Broglie dalğasının hərəkət istiqaməti sözdə tunel effekti zamanı, yəni fotonlar enerji maneəsindən keçdikdə görünür. Bu fenomen dalğa antinodu anında hissəcik impulsunun orta dəyəri aşması ilə əlaqədardır. Tunellərin çəkilməsi bir çox elektron cihazların hazırlanmasını mümkün etmişdir.

İşıq kvantlarının müdaxiləsi

Müasir elm elektronların müdaxiləsi ilə eyni sirli şəkildə fotonların interferensiyasından danışır. Belə çıxır ki, bölünməz zərrəcik olan foton özünə açıq istənilən yoldan eyni vaxtda keçib özünə müdaxilə edə bilər. Nəzərə alsaq ki, maddənin və fotonun xassələrinin dalğa-hissəcik ikiliyi bir çox struktur elementləri əhatə edən dalğadır, onda onun bölünmə qabiliyyəti istisna edilmir. Bu, elementar bölünməz formalaşma kimi hissəciyin əvvəlki fikirləri ilə ziddiyyət təşkil edir. Müəyyən bir hərəkət kütləsinə sahib olan foton, bu hərəkətlə əlaqəli uzununa dalğa meydana gətirir, bu da hissəciyin özündən əvvəl olur, çünki uzununa dalğanın sürəti eninə elektromaqnit dalğasının sürətindən daha böyükdür. Buna görə də, fotonun özü ilə müdaxiləsinin iki izahı var: hissəcik bir-birinə müdaxilə edən iki komponentə bölünür; Foton dalğası iki yol boyunca hərəkət edir və müdaxilə nümunəsi yaradır. Eksperimental olaraq müəyyən edilmişdir ki, tək yüklü hissəciklər-fotonlar növbə ilə interferometrdən keçirildikdə də interferensiya nümunəsi yaranır. Bu, hər bir fərdi fotonun özünə müdaxilə etdiyi tezisini təsdiqləyir. İşığın (nə koherent, nə də monoxromatik) bir-biri ilə əlaqəli və təsadüfi proseslərdə atomlar tərəfindən buraxılan fotonlar toplusu olduğunu nəzərə aldıqda bu, xüsusilə aydın görünür.

işıq nədir?

İşıq dalğası kosmosda yayılan, lokallaşdırılmamış elektromaqnit sahəsidir. Dalğanın elektromaqnit sahəsi amplitudanın kvadratına mütənasib olan həcmli enerji sıxlığına malikdir. Bu o deməkdir ki, enerji sıxlığı istənilən miqdarda dəyişə bilər, yəni davamlıdır. Bir tərəfdən, işıq hissəcik-dalğa ikiliyi kimi bir fenomenin universallığı sayəsində elektromaqnit dalğasının xüsusiyyətlərini təmsil edən kvantların və fotonların (korpuskulların) axınıdır. Məsələn, müdaxilə və difraksiya hadisələri və miqyasda işıq dalğanın xüsusiyyətlərini aydın şəkildə nümayiş etdirir. Məsələn, yuxarıda təsvir olunduğu kimi tək bir foton ikiqat yarıqdan keçərək müdaxilə nümunəsi yaradır. Təcrübələrin köməyi ilə tək bir fotonun elektromaqnit impuls olmadığı sübut edilmişdir. Fransız fizikləri Aspe, Roger və Qranjyerin göstərdiyi kimi, onu şüa ayırıcıları olan şüalara bölmək olmaz.

İşıq həm də Kompton effektində və fotoelektrik effektdə özünü göstərən korpuskulyar xüsusiyyətlərə malikdir. Foton, ölçüləri dalğa uzunluğundan (məsələn, atom nüvəsi) çox kiçik olan cisimlər tərəfindən tamamilə udulan hissəcik kimi davrana bilər. Bəzi hallarda fotonları ümumiyyətlə nöqtə obyektləri hesab etmək olar. İşığın xüsusiyyətlərini hansı mövqedə saymağımızın heç bir fərqi yoxdur. Rəng görmə sahəsində işıq axını həm dalğa, həm də enerji kvantı kimi hissəcik-foton kimi çıxış edə bilər. Konus membranı kimi torlu qişanın fotoreseptoruna fokuslanmış ləkə gözün işığın əsas spektral şüaları kimi öz süzülmüş dəyərini formalaşdırmağa və onları dalğa uzunluqlarına ayırmağa imkan verə bilər. Kvant enerji dəyərlərinə görə, beyində obyekt nöqtəsi rəng duyğusuna çevriləcək (fokuslanmış optik görüntü).

Əgər siz düşündüyünüzsə ki, bizim ağılları uçuran mövzularımızla unudulmuşuq, o zaman sizi məyus etməyə və sevindirməyə tələsirik: yanıldınız! Əslində, bütün bu müddət ərzində biz kvant paradoksları ilə bağlı çılğın mövzuları təqdim etmək üçün məqbul bir üsul tapmağa çalışırdıq. Biz bir neçə qaralama yazdıq, amma hamısını soyuğa atdılar. Çünki kvant zarafatlarını izah etməyə gəlincə, biz özümüz çaşırıq və çox şey başa düşmədiyimizi etiraf edirik (və ümumiyyətlə, bu məsələni az adam başa düşür, o cümlədən dünyanın sərin alimləri). Təəssüf ki, kvant dünyası filistin dünyagörüşünə o qədər yaddır ki, anlaşılmazlığınızı etiraf etmək və ən azı əsasları başa düşmək üçün bir az birlikdə cəhd etmək heç də ayıb deyil.

Həmişə olduğu kimi, Google-dan olan şəkillərlə mümkün qədər aydın danışmağa çalışsaq da, təcrübəsiz oxucunun bir az ilkin hazırlıqlara ehtiyacı olacaq, ona görə də əvvəlki mövzularımıza, xüsusən də kvant və maddəyə nəzər salmağı tövsiyə edirik.
Xüsusilə humanistlər və digər maraqlı insanlar üçün - kvant paradoksları. 1-ci hissə.

Bu mövzuda kvant dünyasının ən çox yayılmış sirri - dalğa-zərrəcik ikiliyi haqqında danışacağıq. “Ən adi” dedikdə, fiziklərin bundan o qədər yorulduğunu nəzərdə tuturuq ki, heç bir sirr kimi görünmür. Amma bütün bunlar ona görədir ki, digər kvant paradoksları orta ağıl üçün daha da çətin qəbul edilir.

Və belə oldu. Köhnə yaxşı günlərdə, 17-ci əsrin ortalarında haradasa Nyuton və Hüygens işığın varlığı ilə bağlı fikir ayrılığına düşmüşdülər: Nyuton utanmadan işığın hissəciklər axını olduğunu bəyan etmiş, köhnə Hüygens işığın dalğa olduğunu sübut etməyə çalışmışdır. Lakin Nyuton daha mötəbər idi, ona görə də onun işığın təbiəti ilə bağlı dediyi həqiqət kimi qəbul edildi və Hüygensə gülüşlə baxdılar. Və iki yüz il ərzində işıq bəzi naməlum hissəciklərin axını hesab olunurdu, onların təbiətini bir gün kəşf etməyə ümid edirdilər.

19-cu əsrin əvvəllərində Tomas Yanq adlı şərqşünas optik alətlərlə məşğul oldu - nəticədə o, indi Yanq təcrübəsi adlanan bir təcrübə götürdü və həyata keçirdi və hər bir fizik bu təcrübəni müqəddəs hesab edir.

Tomas Yanq sadəcə boşqabdakı iki yarıqdan işıq şüasını (eyni rəngdə, tezlik təxminən eyni idi) yönəltdi və onun arxasına başqa bir ekran lövhəsi qoydu. Və nəticəni həmkarlarına göstərdi. Əgər işıq hissəciklər axını olsaydı, o zaman arxa planda iki işıq zolağı görərdik.
Ancaq təəssüf ki, bütün elm dünyası üçün boşqab ekranında bir sıra qaranlıq və açıq zolaqlar göründü. Müdaxilə adlanan ümumi bir fenomen iki (və ya daha çox dalğanın) bir-birinin üstünə qoyulmasıdır.

Yeri gəlmişkən, müdaxilə sayəsində yağ ləkəsində və ya sabun köpüyündə göy qurşağı rənglərini müşahidə edirik.

Başqa sözlə, Tomas Yanq eksperimental olaraq işığın dalğa olduğunu sübut etdi. Elm dünyası uzun müddət Yunqa inanmaq istəmədi və bir vaxtlar o, o qədər tənqid olundu ki, hətta dalğa nəzəriyyəsi ideyalarından belə imtina etdi. Lakin onların doğruluğuna inam yenə də üstünlük təşkil etdi və alimlər işığı dalğa kimi qəbul etməyə başladılar. Düzdür, nəyin dalğası - bu sirr idi.
Budur, şəkildə, köhnə Jung təcrübəsidir.

İşığın dalğa təbiətinin klassik fizikaya o qədər də təsir etmədiyini söyləmək lazımdır. Alimlər düsturları yenidən yazdılar və inanmağa başladılar ki, tezliklə bütün dünya hər şey üçün vahid universal düstur altında onların ayaqları altına düşəcək.
Amma siz artıq təxmin etdiniz ki, Eynşteyn həmişəki kimi hər şeyi məhv edib. Problem digər tərəfdən süründü - əvvəlcə elm adamları istilik dalğalarının enerjisini hesablamaqda çaşqın oldular və kvant anlayışını kəşf etdilər (bu barədə müvafiq mövzumuzda oxumağınızdan əmin olun ""). Və sonra, eyni kvantların köməyi ilə Eynşteyn fotoelektrik effekt hadisəsini izah edərək fizikaya zərbə vurdu.

Qısaca olaraq: fotoelektrik effekt (nəticələrindən biri filmə məruz qalmadır) işıqla müəyyən materialların səthindən elektronların sökülməsidir. Texniki olaraq, bu sökülmə, sanki işıq bir hissəcik kimi baş verir. Eynşteyn işıq zərrəsini işıq kvantı adlandırdı və sonradan ona bir ad verildi - foton.

1920-ci ildə işığın dalğa əleyhinə nəzəriyyəsinə heyrətamiz Kompton effekti əlavə edildi: elektron fotonlarla bombardman edildikdə, foton enerji itkisi ilə elektrondan sıçrayır (biz mavi rəngdə “atırıq”, qırmızı isə uçur) off), digərindən bilyard topu kimi. Kompton buna görə Nobel mükafatı aldı.

Bu dəfə fiziklər işığın dalğa təbiətindən sadəcə imtina etməkdən ehtiyat edirdilər, əksinə, ciddi fikirləşdilər. Elm dəhşətli bir sirrlə qarşılaşır: işıq dalğadır, yoxsa hissəcik?

İşıq, hər hansı bir dalğa kimi, tezliyə malikdir - və bunu yoxlamaq asandır. Biz müxtəlif rəngləri görürük, çünki hər bir rəng elektromaqnit (işıq) dalğasının sadəcə fərqli tezliyidir: qırmızı aşağı tezlikli, bənövşəyi yüksək tezlikdir.
Ancaq təəccüblüdür: görünən işığın dalğa uzunluğu bir atomun ölçüsündən beş min dəfə böyükdür - atom bu dalğanı udduqda belə bir "şey" atoma necə sığar? Yalnız foton bir atomla müqayisə edilə bilən bir hissəcik olsa. Foton eyni zamanda həm böyük, həm də kiçikdirmi?

Bundan əlavə, fotoelektrik effekt və Kompton effekti işığın hələ də hissəciklər axını olduğunu açıq şəkildə sübut edir: dalğanın enerjini kosmosda lokallaşdırılmış elektronlara necə ötürdüyünü izah etmək mümkün deyil - əgər işıq dalğa olsaydı, onda bəzi elektronlar sonradan sıradan çıxacaqdı. başqalarına nisbətən və fenomen Biz fotoelektrik effekti müşahidə etməzdik. Ancaq axın vəziyyətində tək bir foton tək bir elektronla toqquşur və müəyyən şərtlər altında onu atomdan çıxarır.

Nəticədə belə qərara gəldilər: işıq həm dalğa, həm də hissəcikdir. Daha doğrusu, nə biri, nə də digəri deyil, materiyanın mövcudluğunun əvvəllər məlum olmayan yeni forması: müşahidə etdiyimiz hadisələr baş verənlərə necə baxmağınızdan asılı olaraq, sadəcə olaraq real vəziyyətin proqnozları və ya kölgələridir. Bir tərəfdən işıqlandırılan silindrin kölgəsinə baxdıqda dairə, digər tərəfdən işıqlandırıldıqda isə düzbucaqlı formada kölgə görürük. İşığın hissəcik-dalğa təsvirində də belədir.

Ancaq burada da hər şey asan deyil. İşığı ya dalğa, ya da hissəciklər axını hesab etdiyimizi deyə bilmərik. Pəncərədən bax. Birdən, hətta təmiz yuyulmuş şüşədə belə, bulanıq da olsa, öz əksimizi görürük. Tutmaq nədir? Əgər işıq dalğadırsa, o zaman pəncərədə əks olunmasını izah etmək asandır - dalğanın maneədən əks olunması zamanı suda oxşar təsirləri görürük. Ancaq işıq hissəciklər axınıdırsa, əksi belə asanlıqla izah etmək mümkün deyil. Axı bütün fotonlar eynidir. Lakin, əgər onların hamısı eynidirsə, o zaman pəncərə şüşəsi şəklində olan maneə onlara eyni təsir göstərməlidir. Ya hamısı şüşədən keçir, ya da hamısı əks olunur. Amma sərt reallıqda fotonların bir hissəsi şüşədən uçur və biz qonşu evi görürük və dərhal öz əksimizi görürük.

Və ağlıma gələn tək izah: fotonlar öz ağıllarındadır. Müəyyən bir fotonun necə davranacağını - şüşə ilə hissəcik və ya dalğa kimi toqquşacağını yüz faiz ehtimalla proqnozlaşdırmaq mümkün deyil. Bu, kvant fizikasının əsasını təşkil edir - maddənin heç bir səbəb olmadan mikro səviyyədə tamamilə, tamamilə təsadüfi davranışı (və bizim böyük miqdarlar dünyamızda hər şeyin bir səbəbi olduğunu təcrübədən bilirik). Bu, sikkə atmaqdan fərqli olaraq mükəmməl bir təsadüfi ədəd generatorudur.

Fotonu kəşf edən dahi Eynşteyn ömrünün sonuna kimi kvant fizikasının səhv olduğuna əmin idi və hamını “Tanrı zar oynamaz” deyə əmin etdi. Ancaq müasir elm bunun oynadığını getdikcə daha çox təsdiqləyir.

Bu və ya digər şəkildə, bir gün elm adamları "dalğa və ya hissəcik" mübahisəsinə son qoymaq və 20-ci əsrin texnologiyalarını nəzərə alaraq Yunqun təcrübəsini təkrarlamaq qərarına gəldilər. Bu vaxta qədər onlar fotonları bir-bir çəkməyi öyrənmişdilər (əhali arasında “lazer” kimi tanınan kvant generatorları) və buna görə də bir hissəciyi iki yarığa vursa, ekranda nə baş verəcəyini yoxlamaq qərarına gəldilər: Nəhayət, nəzarət edilən eksperimental şəraitdə maddənin nə olduğu aydınlaşacaq.

Və birdən - bir işıq kvantı (foton) müdaxilə nümunəsi göstərdi, yəni hissəcik eyni anda hər iki yarıqdan keçdi, foton özünə müdaxilə etdi (elmi dildə). Texniki məqama aydınlıq gətirək - əslində, müdaxilə şəkli bir fotonla deyil, bir zərrəcikdə 10 saniyəlik fasilələrlə silsilə çəkilişlərlə göstərildi - zaman keçdikcə 1801-ci ildən hər hansı bir C tələbəsinə tanış olan Yanqın saçaqları göründü. ekran.

Dalğa nöqteyi-nəzərindən bu məntiqlidir - dalğa çatlardan keçir və indi iki yeni dalğa konsentrik dairələrdə bir-birini üst-üstə düşür.
Amma korpuskulyar nöqteyi-nəzərdən belə çıxır ki, foton yarıqlardan keçərkən eyni anda iki yerdə olur, keçdikdən sonra isə özünə qarışır. Bu ümumiyyətlə normaldır, hə?
Məlum oldu ki, bu, normaldır. Üstəlik, foton eyni anda iki yarıqda olduğu üçün, o, həm yarıqlardan əvvəl, həm də onların arasından uçduqdan sonra eyni vaxtda hər yerdə olması deməkdir. Və ümumiyyətlə, kvant fizikası nöqteyi-nəzərindən başlanğıc və bitiş arasında buraxılan foton eyni vaxtda “hər yerdə və birdən” olur. Fiziklər zərrəciklərin belə tapılmasını “hər yerdə birdən” superpozisiya adlandırırlar - əvvəllər riyazi ərköyünlük olan dəhşətli söz indi fiziki reallığa çevrilib.

Kvant fizikasının tanınmış əleyhdarı olan E.Şrödinger bu vaxta qədər su kimi maddənin dalğa xüsusiyyətlərini təsvir edən bir düstur tapmışdı. Və bununla bir az məşğul olduqdan sonra, dəhşətə gələrək, dalğa funksiyası deyilən nəticə çıxardım. Bu funksiya müəyyən bir yerdə fotonun tapılma ehtimalını göstərdi. Qeyd edək ki, bu, dəqiq yer deyil, ehtimaldır. Və bu ehtimal müəyyən bir yerdə kvant dalğası zirvəsinin hündürlüyünün kvadratından asılı idi (əgər hər kəs təfərrüatlarla maraqlanırsa).

Biz hissəciklərin yerini ölçmək məsələlərinə ayrıca bir fəsil ayıracağıq.

Sonrakı kəşflər göstərdi ki, dualizmə malik olan şeylər daha pis və daha sirlidir.
1924-cü ildə müəyyən bir Louis de Broglie işığın dalğa-korpuskulyar xüsusiyyətlərinin aysberqin ucu olduğunu söylədi. Və bütün elementar hissəciklər bu anlaşılmaz xüsusiyyətə malikdir.
Yəni hissəcik və dalğa eyni zamanda təkcə elektromaqnit sahəsinin (fotonların) hissəcikləri deyil, həm də elektron, proton və s. kimi real hissəciklərdir. Mikroskopik səviyyədə ətrafımızdakı bütün maddələr dalğalardır(və eyni zamanda hissəciklər).

Və bir neçə il sonra, bu, hətta eksperimental olaraq təsdiqləndi - amerikalılar elektronları katod şüa borularında (bugünkü köhnə fartlara "kineskop" adı ilə məlumdur) sürdülər - və beləliklə elektronların əks olunması ilə bağlı müşahidələr elektronların bir elektron olduğunu təsdiqlədi. həm də dalğadır (anlaşa bilmək üçün deyə bilərsiniz ki, onlar elektronun yoluna iki yarıqlı boşqab qoyublar və elektronun müdaxiləsini olduğu kimi görüblər).

Bu günə qədər təcrübələr atomların da dalğa xüsusiyyətlərinə sahib olduğunu və hətta bəzi xüsusi molekulların ("fullerenlər" adlanan) özünü dalğa kimi göstərdiyini aşkar etdi.

Hekayəmizdən hələ də məəttəl qalmamış oxucunun maraqlanan zehni sual verəcək: əgər materiya dalğadırsa, məsələn, niyə uçan top kosmosda dalğa şəklində bulaşmır? Niyə reaktiv təyyarə dalğaya bənzəmir, amma reaktiv təyyarəyə çox bənzəyir?

De Broglie, şeytan burada hər şeyi izah etdi: bəli, uçan top və ya Boinq də dalğadır, lakin bu dalğanın uzunluğu daha qısadır, impuls bir o qədər böyükdür. Momentum kütlə ilə sürətdir. Yəni maddənin kütləsi nə qədər çox olarsa, dalğa uzunluğu da bir o qədər qısa olar. 150 km/saat sürətlə uçan topun dalğa uzunluğu təqribən 0,00 metr olacaq. Buna görə də, topun dalğa kimi kosmosa necə yayıldığını fərq edə bilmirik. Bizim üçün möhkəm məsələdir.
Elektron çox yüngül hissəcikdir və 6000 km/san sürətlə uçarkən onun nəzərə çarpan dalğa uzunluğu 0,0000000001 metr olacaq.

Yeri gəlmişkən, atom nüvəsinin niyə o qədər də “dalğa kimi” olmadığı sualına dərhal cavab verək. O, atomun mərkəzində yerləşsə də, ətrafında elektron çılğıncasına uçur və eyni zamanda ləkələnir, o, proton və neytronların kütləsi, həmçinin yüksək tezlikli salınım (sürət) ilə əlaqəli layiqli bir impulsa malikdir. nüvənin daxilində hissəciklərin daimi mübadiləsinin mövcudluğuna güclü qarşılıqlı təsir (mövzunu oxuyun). Buna görə də nüvə daha çox bizə tanış olan bərk maddəyə bənzəyir. Elektron, görünür, dalğa xüsusiyyətlərini açıq şəkildə ifadə edən kütləsi olan yeganə hissəcikdir, buna görə də hamı onu məmnuniyyətlə öyrənir.

Gəlin hissəciklərimizə qayıdaq. Beləliklə, belə çıxır: atomun ətrafında fırlanan elektron həm hissəcik, həm də dalğadır. Yəni hissəcik fırlanır və eyni zamanda elektron dalğa kimi nüvənin ətrafında müəyyən formalı qabığı təmsil edir – bunu hətta insan beyni necə başa düşə bilər?

Biz yuxarıda hesablamışıq ki, uçan elektron kifayət qədər nəhəng (mikrokosmos üçün) dalğa uzunluğuna malikdir və atomun nüvəsi ətrafında sığmaq üçün belə bir dalğanın hədsiz dərəcədə böyük bir yerə ehtiyacı var. Nüvə ilə müqayisədə atomların bu qədər böyük ölçülərini izah edən məhz budur. Elektronun dalğa uzunluqları atomun ölçüsünü təyin edir. Nüvə ilə atomun səthi arasındakı boşluq elektronun dalğa uzunluğunun (və eyni zamanda hissəciyinin) “yerləşdirilməsi” ilə doldurulur. Bu, çox kobud və yanlış izahdır - lütfən, bizi bağışlayın - əslində hər şey daha mürəkkəbdir, lakin bizim məqsədimiz ən azı bütün bunlarla maraqlanan insanlara elm qranitindən bir parça gəmirməyə imkan verməkdir.

Bir daha aydın olaq![YP-də] məqaləyə bəzi şərhlərdən sonra bu məqalədə nə qədər vacib bir məqamın çatışmadığını anladıq. Diqqət! Təsvir etdiyimiz maddənin forması nə dalğa, nə də zərrəcikdir. O, yalnız (eyni zamanda) dalğa xüsusiyyətlərinə və hissəciklərin xüsusiyyətlərinə malikdir. Elektromaqnit dalğasının və ya elektron dalğasının dəniz dalğaları və ya səs dalğaları kimi olduğunu söyləmək olmaz. Bizə tanış olan dalğalar hansısa maddə ilə dolu fəzada pozğunluqların yayılmasını təmsil edir.
Kosmosda hərəkət edərkən fotonlar, elektronlar və mikrokosmosun digər nümunələri dalğa tənlikləri ilə təsvir edilə bilər, lakin heç bir halda onlar dalğa deyillər. Bu maddənin korpuskulyar quruluşuna bənzəyir: hissəciyin davranışı kiçik nöqtəli topların uçuşuna bənzəyir, lakin bunlar heç vaxt top deyil.
Bunu başa düşmək və qəbul etmək lazımdır, əks halda bütün düşüncələrimiz son nəticədə makrokosmosda analoq axtarışına gətirib çıxaracaq və beləliklə, kvant fizikasının başa düşülməsinə son qoyulacaq, kvant sehri və ya şarlatan fəlsəfəsi başlayacaq. düşüncələrin maddiliyi.

Yunqun modernləşdirilmiş eksperimentinin qalan dəhşətli nəticələrini və nəticələrini növbəti hissədə nəzərdən keçirəcəyik - Heisenberg-in qeyri-müəyyənliyi, Schrödinger-in pişiyi, Pauli istisna prinsipi və kvant dolaşıqlığı məqalələrimizi bir dəfədən çox təkrar oxuyacaq və fikirləşəcək səbirli və düşüncəli oxucunu gözləyir. əlavə məlumat axtarmaq üçün İnternet vasitəsilə.

Diqqətiniz üçün hamınıza təşəkkür edirəm. Xoşbəxt yuxusuzluq və ya koqnitiv kabuslar hər kəsə!

Qeyd: Sizə diqqətlə xatırladırıq ki, bütün şəkillər Google-dan götürülüb (şəkillər üzrə axtarış) - müəlliflik orada müəyyən edilir.
Mətnin qeyri-qanuni surətinin çıxarılması cinayət məsuliyyətinə cəlb olunur, qarşısı alınır, yaxşı bilirsiniz...

Dalğa-hissəcik ikiliyi– hər hansı mikrohissəciyin hissəcik (korpuskul) və dalğa əlamətlərini aşkar etmək xüsusiyyəti. Dalğa-zərrəcik ikiliyi özünü ən aydın şəkildə elementar hissəciklərdə göstərir. Elektron, neytron, foton bəzi şəraitdə kosmosda yaxşı lokallaşdırılmış maddi cisimlər (hissəciklər) kimi klassik trayektoriyalar üzrə müəyyən enerji və impulslarla hərəkət edir, digərlərində isə dalğalar kimi davranır ki, bu da onların hərəkət etmək qabiliyyətində təzahür edir. müdaxilə və difraksiya. Beləliklə, sərbəst elektronlara səpələnən elektromaqnit dalğası, elektromaqnit sahəsinin kvantları olan (Kompton effekti) olan fərdi hissəciklərin - fotonların axını kimi davranır və fotonun impulsu p = h/λ düsturu ilə verilir, burada λ elektromaqnit dalğasının uzunluğu, h isə Plank sabitidir. Bu düstur özlüyündə dualizmin sübutudur. Orada solda fərdi hissəciyin (fotonun) impulsu, sağda isə fotonun dalğa uzunluğu var.

Bizim zərrəciklər hesab etməyə adət etdiyimiz elektronların ikililiyi onda özünü göstərir ki, monokristalın səthindən əks olunduqda elektronların dalğa xassələrinin təzahürü olan difraksiya nümunəsi müşahidə olunur. Elektronun korpuskulyar və dalğa xarakteristikası arasında kəmiyyət əlaqəsi fotonla eynidir: р = h/λ (r elektronun impulsudur, λ isə onun de Broyl dalğa uzunluğudur). Dalğa-hissəcik ikiliyi kvant fizikasının əsasını təşkil edir.

Dalğa (kürk) həmişə kosmosda müəyyən bir həcm tutan maddi mühitlə əlaqəli bir prosesdir.

64. De Broglie dalğaları. Elektron difraksiyası Mikrohissəciklərin dalğa xassələri. Maddənin korpuskulyar-dalğa xassələri haqqında fikirlərin inkişafı mikrohissəciklərin hərəkətinin dalğa xarakteri haqqında fərziyyədə qəbul edilmişdir. Louis de Broglie, maddə və işığın hissəcikləri üçün təbiətdəki simmetriya ideyasından hər hansı bir mikrohissəcikə müəyyən bir daxili dövri prosesi aid etdi (1924). E = hν və E = mc 2 düsturlarını birləşdirərək, hər hansı bir hissəciyin özünə məxsus olduğunu göstərən bir əlaqə əldə etdi. dalğa uzunluğu : λ B = h/mv = h/p, burada p dalğa-zərrəciyin impulsudur. Məsələn, enerjisi 10 eV olan elektron üçün de Broyl dalğa uzunluğu 0,388 nm-dir. Sonradan göstərildi ki, kvant mexanikasında mikrohissəciklərin vəziyyəti müəyyən bir komplekslə təsvir edilə bilər. koordinatları Ψ(q) və bu funksiyanın kvadrat modulu |Ψ| 2 koordinat qiymətlərinin ehtimal paylanmasını müəyyən edir. Bu funksiya ilk dəfə 1926-cı ildə Şrödinger tərəfindən kvant mexanikasına daxil edilmişdir. Beləliklə, de Broyl dalğası enerji daşımır, ancaq kosmosda bəzi ehtimal olunan dövri prosesin “faza paylanmasını” əks etdirir. Nəticədə, mikrodünya obyektlərinin vəziyyətinin təsviri ehtimal xarakteri, klassik mexanika qanunları ilə təsvir edilən makrodünyanın obyektlərindən fərqli olaraq.

De Broylun mikrohissəciklərin dalğa təbiəti haqqındakı fikrini sübut etmək üçün alman fiziki Elsasser elektron difraksiyasını müşahidə etmək üçün kristallardan istifadə etməyi təklif etdi (1925). ABŞ-da K. Davisson və L. Germer nikel kristalının lövhəsindən elektron şüası keçən zaman difraksiya hadisəsini kəşf etmişlər (1927). Onlardan asılı olmayaraq metal folqadan keçən elektronların difraksiyasını İngiltərədə J.P.Tomson və P.S. Tartakovski SSRİ-də. Beləliklə, de Broglienin maddənin dalğa xassələri haqqında fikri eksperimental təsdiqini tapdı. Sonralar atom və molekulyar şüalarda difraksiya və buna görə də dalğa xüsusiyyətləri kəşf edildi. Təkcə fotonlar və elektronlar deyil, bütün mikrohissəciklər də hissəcik-dalğa xüsusiyyətlərinə malikdir.

Mikrohissəciklərin dalğa xassələrinin kəşfi göstərdi ki, klassik fizika nöqteyi-nəzərindən keyfiyyətcə fərqli hesab edilən sahə (fasiləsiz) və maddə (diskret) kimi materiya formaları müəyyən şəraitdə hər iki formaya xas olan xassələri nümayiş etdirə bilər. Bu, maddənin bu formalarının birliyindən danışır. Onların xassələrinin tam təsviri yalnız əks, lakin bir-birini tamamlayan ideyalar əsasında mümkündür.

Giriş

Demək olar ki, eyni vaxtda işığın iki nəzəriyyəsi irəli sürüldü: Nyutonun korpuskulyar nəzəriyyəsi və Hüygensin dalğa nəzəriyyəsi.

Nyutonun 17-ci əsrin sonlarında irəli sürdüyü korpuskulyar nəzəriyyəyə və ya çıxış nəzəriyyəsinə görə, işıqlı cisimlər bütün istiqamətlərdə düz uçan və gözə daxil olanda işıq hissi yaradan kiçik hissəciklər (korpuskullar) yayırlar. .

Dalğa nəzəriyyəsinə görə, işıq saçan cisim bütün kosmik məkanı - dünya efirini dolduran xüsusi mühitdə havada səs dalğaları kimi efirdə yayılan elastik vibrasiyalara səbəb olur.

Nyuton və Hüygensin dövründə əksər elm adamları o dövrdə məlum olan bütün işıq hadisələrini kifayət qədər qənaətbəxş şəkildə izah edən Nyutonun korpuskulyar nəzəriyyəsinə sadiq qaldılar. İşığın əks olunması elastik cisimlərin müstəvi ilə təsir zamanı əks olunmasına bənzər şəkildə izah edilmişdir. İşığın sınması daha sıx mühitdən cisimciklərə böyük cəlbedici qüvvələrin təsiri ilə izah olunurdu. Nyuton nəzəriyyəsinə görə özünü göstərən bu qüvvələrin təsiri altında daha sıx mühitə yaxınlaşdıqda işıq cisimcikləri bu mühitin sərhədinə perpendikulyar istiqamətlənmiş sürətlənmə alır, nəticədə onlar hərəkət istiqamətini və hərəkət istiqamətini dəyişirlər. eyni zamanda sürətini artırdı. Digər işıq hadisələri də oxşar şəkildə izah edildi.

Sonradan ortaya çıxan yeni müşahidələr bu nəzəriyyənin çərçivəsinə sığmadı. Xüsusilə, suda işığın yayılma sürəti ölçülən zaman bu nəzəriyyənin uyğunsuzluğu aşkar edilmişdir. Havada olduğundan çox deyil, az olduğu ortaya çıxdı.

19-cu əsrin əvvəllərində Huygensin müasirləri tərəfindən tanınmayan dalğa nəzəriyyəsi Yanq və Fresnel tərəfindən işlənib təkmilləşdirilmiş və ümumdünya tanınması almışdır. Keçən əsrin 60-cı illərində Maksvell elektromaqnit sahəsinin nəzəriyyəsini inkişaf etdirdikdən sonra işığın elektromaqnit dalğaları olduğu üzə çıxdı. Beləliklə, işığın dalğa mexaniki nəzəriyyəsi dalğa elektromaqnit nəzəriyyəsi ilə əvəz olundu. İşıq dalğaları (görünən spektr) elektromaqnit dalğa miqyasında 0,4-0,7 mikron diapazonunu tutur. Maksvellin şüalanmaya fasiləsiz proses kimi baxan işığın dalğa nəzəriyyəsi yeni kəşf edilmiş bəzi optik hadisələri izah edə bilmədi. İşığın kvant nəzəriyyəsi ilə tamamlandı, buna görə işıq dalğasının enerjisi davamlı deyil, yalnız işıq dalğasının uzunluğundan asılı olan müəyyən hissələrdə - işıq kvantları və ya fotonlarda yayılır, paylanır və udulur. Beləliklə, müasir anlayışlara görə, işıq həm dalğa, həm də korpuskulyar xüsusiyyətlərə malikdir.

İşığın müdaxiləsi

Zamanla dəyişməyən faza fərqi ilə fəzanın hər nöqtəsində rəqslər yaradan dalğalara koherent deyilir. Bu vəziyyətdə faza fərqi sabit, lakin ümumiyyətlə kosmosdakı müxtəlif nöqtələr üçün fərqli bir dəyərə malikdir. Aydındır ki, yalnız eyni tezlikli dalğalar koherent ola bilər.

Kosmosda bir neçə koherent dalğa yayıldıqda, bu dalğaların yaratdığı rəqslər bəzi nöqtələrdə bir-birini gücləndirir, digərlərində isə zəifləyir. Bu fenomen dalğa müdaxiləsi adlanır. İstənilən fiziki təbiət dalğaları müdaxilə edə bilər. İşıq dalğalarının müdaxiləsinə baxacağıq.

Koherent dalğaların mənbələrinə də koherent deyilir. Müəyyən bir səth bir neçə ardıcıl işıq mənbəyi ilə işıqlandırıldıqda, bu səthdə ümumiyyətlə alternativ işıq və qaranlıq zolaqlar görünür.

İki müstəqil işıq mənbəyi, məsələn, iki elektrik lampası koherent deyil. Onların yaydıqları işıq dalğaları ayrı-ayrı atomların yaydığı çoxlu sayda dalğaların əlavə edilməsinin nəticəsidir. Dalğaların atomlar tərəfindən emissiyası təsadüfi olaraq baş verir və buna görə də iki mənbədən yayılan dalğaların fazaları arasında daimi əlaqə yoxdur.

Səth uyğun olmayan mənbələrlə işıqlandırıldıqda, müdaxilə üçün xarakterik olan alternativ işıq və qaranlıq zolaqların nümunəsi görünmür. Hər bir nöqtədə işıqlandırma mənbələrin hər birinin ayrı-ayrılıqda yaratdığı işıqlandırmanın cəminə bərabər olur.

Koherent dalğalar bir mənbədən gələn işıq şüasının iki və ya daha çox ayrı şüaya bölünməsi nəticəsində yaranır.

Dəyişən qalınlıqlı şəffaf lövhəni, xüsusən də paz şəkilli lövhəni monoxromatik (bir rəngli) şüalarla işıqlandırarkən işığın müdaxiləsi müşahidə oluna bilər. Müşahidəçinin gözü plitənin həm ön, həm də arxa səthindən əks olunan dalğaları alacaq. Müdaxilə nəticəsi qalınlığın dəyişməsi ilə tədricən dəyişən bu və digər dalğaların fazalarının fərqi ilə müəyyən edilir.

Təyyarə-paralel boşqab paralel şüa ilə işıqlandırıldıqda, onun ön və arxa səthlərindən əks olunan işıq dalğalarının faza fərqi bütün nöqtələrdə eyni olur - boşqab bərabər işıqlı görünəcək.

Bir az qabarıq şüşənin düz bir şüşə ilə təmas nöqtəsi ətrafında, monoxromatik işıqla işıqlandırıldıqda, qaranlıq və açıq üzüklər müşahidə olunur - sözdə Nyuton üzükləri. Burada hər iki eynək arasındakı ən nazik hava təbəqəsi konsentrik dairələr boyunca sabit qalınlığa malik olan yansıtıcı film rolunu oynayır.

İşığın diffraksiyası.

İşıq dalğası homojen mühitdə yayılarkən cəbhənin həndəsi formasını dəyişmir. Bununla belə, əgər işıq qeyri-bərabər mühitdə yayılırsa, məsələn, qeyri-şəffaf ekranlar, sındırma göstəricisinin nisbətən kəskin dəyişməsi olan fəza sahələri və s., onda dalğa cəbhəsinin təhrifi müşahidə olunur. Bu zaman kosmosda işıq dalğasının intensivliyinin yenidən bölüşdürülməsi baş verir. Məsələn, kölgənin sərhəddində nöqtəli işıq mənbəyi olan qeyri-şəffaf ekranları işıqlandırarkən, burada həndəsi optika qanunlarına görə, kölgədən işığa kəskin keçid olmalıdır, bir sıra qaranlıq və açıq zolaqlar var. müşahidə olunan işığın bir hissəsi həndəsi kölgə bölgəsinə nüfuz edir; Bu hadisələr işığın difraksiyasına aiddir.

Deməli, dar mənada işığın difraksiyası qeyri-şəffaf cisimlərin konturu ətrafında işığın əyilməsi və işığın həndəsi kölgə bölgəsinə daxil olması hadisəsidir; geniş mənada - həndəsi optika qanunlarından işığın yayılmasında hər hansı bir sapma.

Sommerfeldin tərifi: işığın difraksiyası, davamlı dəyişən sınma indeksi olan mühitlərdə işıq şüalarının əks olunması, sınması və ya əyilməsi nəticəsində izah edilə bilməzsə, düzxətli yayılmadan hər hansı bir sapma kimi başa düşülür.

Əgər mühitdə kiçik hissəciklər (duman) varsa və ya sındırma indeksi dalğa uzunluğuna görə məsafələrdə nəzərəçarpacaq dərəcədə dəyişirsə, bu hallarda işığın səpilməsindən danışırıq və "difraksiya" termini istifadə edilmir.

İşıq difraksiyasının iki növü var. Maneədən sonlu məsafədə yerləşən müşahidə nöqtəsində difraksiya nümunəsini öyrənməklə biz Fresnel difraksiyası ilə məşğul oluruq. Əgər müşahidə nöqtəsi və işıq mənbəyi maneədən o qədər uzaqda yerləşirsə ki, maneəyə düşən şüalar və müşahidə nöqtəsinə gedən şüalar paralel şüalar sayıla bilər, onda paralel şüalardakı difraksiyadan - Fraunhofer difraksiyasından danışırıq.

Difraksiya nəzəriyyəsi dalğa proseslərini dalğaların yayılması yolunda hər hansı maneənin olduğu hallarda nəzərdən keçirir.

Difraksiya nəzəriyyəsindən istifadə edərək, akustik ekranlardan istifadə edərək səs-küyün qorunması, radio dalğalarının Yer səthində yayılması, optik cihazların işləməsi (çünki lensin verdiyi görüntü həmişə difraksiya nümunəsidir), səth keyfiyyətinin ölçülməsi, maddənin quruluşunun öyrənilməsi və bir çox başqaları həll edilir.

İşığın qütbləşməsi

İşığın dalğa təbiətinin əsaslandırılmasına xidmət edən müdaxilə və difraksiya hadisələri hələ işıq dalğalarının təbiəti haqqında tam təsəvvür yaratmır. Kristallardan, xüsusən də turmalindən işığın keçməsi təcrübəsi bizə yeni xüsusiyyətlər açır.

İki eyni düzbucaqlı turmalin plitəsini götürək, düzbucaqlının tərəflərindən biri optik ox adlanan kristalın içərisində müəyyən bir istiqamətlə üst-üstə düşsün. Bir boşqab digərinin üstünə qoyaq ki, onların oxları istiqamətdə üst-üstə düşsün və bir fənərdən və ya günəşdən gələn dar işıq şüasını bükülmüş cüt boşqabdan keçirək. Turmalin qəhvəyi-yaşıl kristal olduğundan ötürülən şüanın izi ekranda tünd yaşıl ləkə kimi görünəcək. Plitələrdən birini şüanın ətrafında döndərməyə başlayaq, ikincisini hərəkətsiz qoyaq. Şüanın izinin zəiflədiyini və boşqab 90 0 döndürüldükdə tamamilə yox olacağını görəcəyik. Plitənin daha da fırlanması ilə, keçən şüa yenidən güclənməyə başlayacaq və boşqab 180 0 fırlananda əvvəlki intensivliyinə çatacaq, yəni. plitələrin optik oxları yenidən paralel olduqda. Turmalinin daha da fırlanması ilə şüa yenidən zəifləyir.

Aşağıdakı nəticələr çıxarılarsa, bütün müşahidə olunan hadisələri izah etmək olar.

1) Şüadakı işıq titrəmələri işığın yayılma xəttinə perpendikulyar yönəldilir (işıq dalğaları eninədir).

2) Turmalin işıq titrəyişlərini yalnız öz oxuna nisbətən müəyyən bir şəkildə yönəldildikdə ötürməyə qadirdir.

3) Bir fənərin (günəşin) işığında hər hansı bir istiqamətin eninə titrəmələri və üstəlik eyni nisbətdə təqdim olunur ki, heç bir istiqamət üstünlük təşkil etməsin.