Tip:
Highlight text to annotate it
X
אתם מביטים למטה ורואים עיפרון צהוב מונח על השולחן שלכם.
העיניים שלכם, ואז המוח שלכם, אוספים
כל מיני סוגי מידע על העיפרון:
הגודל שלו,
הצבע,
הצורה,
מרחק,
ועוד.
אבל, איך בדיוק זה קורה?
היוונים בעת העתיקה היו הראשונים
לחשוב פחות או יותר בצורה מדעית
על מה הוא אור ואיך הראיה עובדת.
כמה פילוסופים יוונים,
כולל אפלטון ופיתגורס,
חשבו שהאור מקורו בעיניינו
ושראיה מתרחשת כשחיישנים קטנים ובלתי נראים
נשלחים ישירות לאסוף מידע על עצמים מרוחקים.
זה לקח יותר מאלף שנים
לפני שמדען ערבי, אלחסן,
הבין שהתאוריה היוונית הישנה על אור לא יכולה להיות נכונה.
בהבנתו של אלחסן, העיניים שלכם לא שולחות
חיישנים חכמים בלתי נראים לאיסוף מידע,
הן פשוט אוספות את האור שנופל לתוכן.
התאוריה של אלחסן לוקחת בחשבון
את העובדה שהיוונים לא יכלו להסביר בקלות:
למה נעשה חשוך מדי פעם.
הרעיון הוא שלמעשה יש מעט מאוד עצמים שמפיצים אור בעצמם.
החפצים המיוחדים, שמפיצים אור,
כמו השמש
או נורה,
ידועים כמקורות אור.
רוב הדברים שאנחנו רואים,
כמו העיפרון על השולחן שלכם,
הם פשוט מחזירים אור ממקור
ולא מייצרים אור בעצמם.
אז, כשאתם מביטים בעיפרון,
האור שפוגע בעיניכם מקורו למעשה בשמש
והוא נע מיליוני קילומטרים בחלל ריק
לפני שהוחזר מהעיפרון לעיניכם,
שזה די מגניב כשחושבים על זה.
אבל, מה הוא בדיוק הדבר שמוקרן מהשמש
ואיך אנחנו רואים אותו?
האם זה חלקיק, כמו אטומים,
או האם זה גל, כמו אדוות על פני בריכה?
מדענים בעידן המודרני יבלו מאתיים שנה
בלהבין את התשובה לשאלה הזו.
אייזיק ניוטון היה אחד מהראשונים.
ניוטון האמין שאור עשוי
מחלקיקים קטנטנים, דמויי אטומים, להם הוא קרא קורפוסלס.
בשימוש בהנחה הזו, הוא היה מסוגל להסביר כמה מהתכונות של האור.
לדוגמה, החזרה,
שזו הדרך בה נדמה שאלומת אור מתעקמת
כשהיא עוברת מאויר למים.
אבל, במדע, אפילו גאונים טועים לפעמים.
במאה ה 19, הרבה אחרי שניוטון מת,
מדענים עשו שורה של ניסויים
שיכולים להראות בברור שאור לא יכול להיות עשוי
מחלקיקים דמויי אטומים.
דבר ראשון, שתי קרני אור שחוצות אחת את השנייה
לא פועלות זו על זו בכלל.
אם אור היה עשוי מכדורים, זעירים ומוצקים,
אז הייתם מצפים שכמה חלקיקים מקרן א,
יתנגשו בחלקיקים שמגיעים מקרן ב.
אם זה היה קורה, שני החלקיקים שמעורבים בהתנגשות
היו ניתזים לכיוונים אקראיים.
אבל, זה לא קורה.
קרני האור עוברות אחת דרך השניה
כמו שאתם יכולם לבדוק בעצמכם
עם שני סמני לייזר וקצת אבק גיר.
דבר נוסף הוא שאור יוצר תבניות התאבכות.
תבניות התאבכות הן מבנים מורכבים שקורים
כששתי תבניות גל תופסות את אותו המקום.
הן יכולות להופיע כששני אובייקטים
מפריעים למשטח של בריכה שקטה,
וגם כששני מקורות אור נקודתיים
מונחים אחד ליד השני.
רק גלים יוצרים תבניות התאבכות,
חלקיקים לא.
וכבונוס, הבנה שאור מתנהג כגל
מובילה כמובן להסבר של מהו צבע
ולמה העיפרון נראה צהוב.
אז, יישבנו את זה אז, אור הוא גל, נכון?
לא כל כך מהר!
במאה ה20, מדענים ערכו ניסויים
שנראה שהוכיחו שאור מתנהג כמו חלקיקים.
לדוגמה, כשאתם מאירים אור על מתכת,
האור מעביר את האנרגיה שלו לאטומים של המתכת
בשיעורים קבועים שנקראים קוונטות.
אבל, אנחנו לא יכולים לשכוח את התכונות כמו התאבכות.
אז הקוונטות האלה של אור בכלל לא כמו
הכדוריות הקשות והקטנטנות האלה שניוטון דמיין.
התוצאה הזו, שאור לפעמים מתנהג כחלקיקים
ולפעמים מתנהג כגל,
הובילה לתאוריית פיזיקה חדשה ומהפכנית שנקראת
מכניקה קוונטית.
אז, אחרי כל זה, בואו נחזור לשאלה,
"מה הוא אור?"
ובכן, אור בעצם לא דומה לשום דבר
שאנחנו רגילים להתמודד אתו בחיינו היום יומיים.
לפעמים הוא מתנהג כמו חלקיק
ופעמים אחרות הוא מתנהג כמו גל,
אבל הוא לא בדיוק כמו אחד מהם.