ماهیت نور- قسمت سوم
در سال 1887 هرتز موفق به تولید امواج الکترومغناطیس نامرئی شد و به جست و جوی امواج دیگری با طول موجهای دیگر پرداخت. امروزه ما از بیناب امواج الکترومغناطیسی صحبت می کنیم و فرکانسهای بین 1010× 3 تا 1020×3 هرتز را می شناسیم ، این بیناب گسترده تشکیل شده است از نواحی مرزی مختلفی که مرز مشخصی برای آنها نیست. ما معمولا وقتی از ناحیه اپتیکی بیناب صحبت می کنیم از ناحیه مرئی و مادون قرمز نزدیک و ناحیه ماوراء بنفش از فرکانس های حدود 1013×3 تا 1016×3 تشکیل شده است. این ناحیه اپتیکی است .
به نظر می رسد با توجه به نظریه موجی نور تمام مسائل مربوط به طبیعت نور قابل توضیح باشد. لیکن ، مشاهده می شود که هنوز هم مسائل حل نشده ای داریم . پدیده هایی مانند فوتوالکتریک و گسیل و جذب نور توسط این نظریه قابل توضیح نیست.
در پدیده فوتوالکتریک تابش برخورد کننده به سطح فلز الکترون هایی ازاد می کند . رها کردن الکترون ها وقتی اتفاق می افتد که فرکانس پرتو تابسی به حد کافی بالا باشد، برای مثال در حالی که نور بسیار قوی قرمز قادر نیست فوتوالکترون ایجاد کند، نور آبی با شدت کم قادر به تولید فوتوالکترون است ، چرا که انرژی جنبشی کافی دارد.
اینیشتین در سال 1905 به سادگی این اثر را توضیح داد ، بدین ترتیب که نور برخوردکننده را متشکل از بسته های کوچک انرژی یا ذراتی به نام فوتون نامید، او می گفت انرژی هر فوتون متناسب است با فرکانس آن . فوتون برخورد کننده می تواند انرژی خود را به یک الکترون بدهد و به طوری که بر نیروی نگه دارنده ی آن در سطح فلز غلبه کند و آن را از فلز جدا سازد.
نظریه موجی نور قادر به توضیح پدیده فوتورالکتریک نیست ، نه می تواند علت عدم تولید فوتوالکترون ها را وقتی نور قرمز با شدت زیاد به کار می بریم توضیح دهد و نه گسیل خود به خود الکترون ها وقتی چشمه مناسب نور به کار می گیریم . با توجه به نظریه موجی نور برای جداشدن یک الکترون پس از دریافت نور یک زمان تاخیری پیش بینی می شود ، چرا که در این نظریه انرژی امواج به طور یکنواخت روی جبهه موج توزیع می شود و این زمان کوتاه برای ان است که انرژی کافی دریافت کند و قادر به فرار باشد.
بنابراین به نظر می رسد که ما هنوز با دو نظریه رقیب در مورد نور سر کار داریم . اما باید هر دو نظریه را بپذیریم و آنها را مکمل یکدیگر بدانیم تا اینکه مخالف هم . مادامیکه نور بر هم کنش انجام دهد مثلا در تداخل نور ما باید نظریه موجی و وقتی که نور با ماده برهم کنش دارد مانند پدیده فوتوالکتریک ما نظریه ذره ای نور را به کار می بریم . این وضعیت به آنچه که طبیعت دوگانه نور نامیده می شود ، منجر می گردد.
