La differenza fondamentale tra la natura ondulatoria e particellare della luce è che la natura ondulatoria della luce afferma che la luce può comportarsi come un'onda elettromagnetica, mentre la natura particellare della luce afferma che la luce è costituita da particelle chiamate fotoni.
La dualità onda-particella è un concetto della meccanica quantistica. Afferma che tutte le particelle e le entità quantistiche non hanno solo un comportamento ondulatorio ma anche un comportamento particellare. I concetti classici di "onda" e "particella" non possono descrivere completamente il comportamento di oggetti su scala quantistica; quindi, la teoria della dualità onda-particella è molto importante per questo.
Cos'è la natura ondulatoria della luce?
Un'onda è un'oscillazione periodica mediante la quale l'energia viene trasmessa attraverso lo spazio. La natura ondulatoria della luce afferma che la luce è un tipo di onda elettromagnetica. Gli esseri umani possono vedere questa onda. La prima illustrazione della natura ondulatoria della luce è stata l'utilizzo degli esperimenti sulla diffrazione e l'interferenza.
La produzione di luce deriva da uno di questi due metodi: incandescenza o luminescenza. L'incandescenza è l'emissione di luce dalla materia calda mentre la luminescenza è l'emissione di luce durante la caduta di elettroni eccitati al livello di energia del suolo.
Figura 01: Un'illustrazione di onde elettromagnetiche
La luce, come tutte le altre onde elettromagnetiche, può viaggiare nel vuoto. Inoltre, è periodico, il che significa che si ripete regolarmente sia nello spazio che nel tempo. Simile ad altre onde, anche la luce ha una lunghezza d'onda (la distanza tra due onde), una frequenza (il numero di onde che si verificano nell'unità di tempo) e una velocità (circa 3 x 108 m /s).
Cos'è la natura particellare della luce?
Una particella è una porzione di materia. Tuttavia, nella natura particellare della luce, chiamiamo particelle di luce fotoni. Nel 1700, Sir Isaac Newton affermò che la luce è un insieme di particelle perché quando usava un prisma per dividere la luce solare in diversi colori, la periferia delle ombre create era estremamente nitida e chiara.
Figura 02: Animazione concettuale della dispersione della luce mentre viaggia attraverso un prisma
Un fotone è una particella elementare e un quanto di luce. Possiamo calcolare l'energia di un fotone tramite l'equazione E=hv dove l'energia è E, h è la costante di Planck e v è la velocità della luce. Qui, aumentare l'intensità della luce significa che abbiamo aumentato il numero di fotoni che attraversano un'area per unità di tempo. Inoltre, un fotone non ha massa, ma è una particella stabile. Un fotone può trasferire la sua energia a un' altra particella durante un'interazione.
Qual è la differenza tra la natura ondulatoria e particellare della luce?
La dualità onda-particella è una teoria che descrive che la luce ha natura sia ondulatoria che particellare. Il differenza fondamentale tra la natura ondulatoria e particellare della luce è che la natura ondulatoria della luce spiega che la luce può comportarsi come un'onda elettromagnetica, mentre la natura particellare della luce spiega che la luce è costituita da particelle chiamate fotoni.
Inoltre, secondo gli scienziati, Francesco Maria Grimaldi e Sir Isaac Newton, che per primi notarono queste due nature della luce, Francesco Maria Grimaldi osservò la diffrazione della luce e affermò che la luce ha un comportamento delle onde, mentre Sir Isaac Newton ha scoperto che quando un prisma divide la luce solare in diversi colori, la periferia delle ombre create era estremamente nitida e chiara, il che lo ha portato ad affermare la natura particellare della luce.
Riepilogo – Onda vs Natura particellare della luce
La teoria della dualità onda-particella è una teoria moderna che afferma che la luce ha comportamenti sia ondulatori che particellari. Il differenza fondamentale tra la natura ondulatoria e particellare della luce è che la natura ondulatoria della luce descrive che la luce può comportarsi come un'onda elettromagnetica, mentre la natura particellare della luce descrive che la luce è costituita da particelle chiamate fotoni.
