Що таке світло

Увага: Через позицію правовласника щодо вмісту дане відео українською було видалене з Ютуб каналу "Цікава наука". Ви зможете знайти його на Толоці. Або тут.

Світло — це зв'язок між нами й Всесвітом.
Завдяки світлу ми можемо побачити далекі зірки й поглянути назад на початок існування.
Але, що таке світло?
Світло — це найменша кількість енергії, яка може бути переміщена.
Фотон — елементарна частинка без справжнього розміру, яка не може бути поділена, а тільки створена або зруйнована.
Світло також має корпускулярно-хвильовий дуалізм, знаходячись в стані частинки й хвилі водночас, (хоча це неправда).
Крім того, коли ми говоримо світло, ми маємо на увазі видиме світло, яке є маленькою часткою електромагнітного спектра: енергією у формі електромагнітного випромінювання.
Електромагнітне випромінювання складається з величезного діапазону хвиль різної довжини та частоти.
Гамма-промені мають найкоротшу довжину хвиль, оскільки вони є фотонами з найбільшою кількістю енергії.
Але більшість гамма-променів за розміром менші, ніж 10 пікометрів, що набагато менше атома водню.
Для прикладу, атом водню в порівнянні з монетою в один цент — це приблизно як цент в порівняні з Місяцем.
Видиме світло знаходиться в середині спектру в діапазоні від близько 400 до 700 нанометрів, що приблизно відповідає розміру бактерії.
На протилежному кінці спектру, радіохвилі можуть доходити до 100 кілометрів у діаметрі, в той час, коли найбільша хвиля яка відома нам може сягати від 10 тис.км. до неймовірних 100 тис. км. - це набагато більше, ніж діаметр Землі.
З точки зору фізики, всі ці різні хвилі є однаковими.
Всі вони мають властивість корпускулярно-хвильового дуалізму і подорожують зі швидкістю 'c', швидкістю світла, тільки на різних частотах.
Тоді що робить видиме світло особливим?
Хмм... Абсолютно ніщо.
Так вийшло, що в результаті еволюції наші очі навчились добре сприймати саме цю частину електромагнітного спектра.
Але це не просто збіг.
Видиме світло являється єдиним типом електромагнітного випромінювання, що добре поширюється у воді, де як раз мільйони років тому з'явились перші очі.
Розумний хід, адже світло не тільки взаємодіє з матерією, але й змінюється нею і може бути використаним для збору інформації про навколишній світ практично без затримок, що безперечно допомагає виживанню.
То звідки ж береться світло?
Широкий спектр електромагнітних хвиль утворюються, коли атоми або молекули переходять з більш високого енергетичного рівня на більш низький.
Вони втрачають енергію і вивільняють її у вигляді випромінювання.
На мікроскопічному рівні, видиме світло утворюється, коли електрон всередині атома в збудженому стані переходить до більш низького енергетичного стану і втрачає цю зайву енергію.
Таким же чином, електрон може поглинути світло і піднятись на більш високий енергетичний рівень.
На макрорівні заряд електрона який рухається, створює змінне магнітне поле, яке своєю чергою створює перпендикулярне змінне електричне поле.
Два поля поширюються в просторі, переносячи з одного місця в інше енергію та інформацію про місце свого появлення.
Чому ж зі всіх явищ у Всесвіті світло являється найшвидшим?
Давайте поставимо питання трішки по-іншому: який найшвидший спосіб переміщатись у просторі?
Це с, рівно 299 млн 792 тис. 458 м/с у вакуумі, один мільярд кілометрів на годину.
З такою швидкістю рухається електромагнітне випромінювання.
Будь-яка частинка, яка не має маси, рухається зі швидкістю с, без будь-якого прискорення.
Світло від свічки не прискорюється до швидкості світла.
В момент свого появлення, воно вже рухається зі швидкістю с.
Так чому ж с (швидкість світла), являється межею?
Хмм... Ніхто не знає.
Просто наш всесвіт було створено таким чином.
Тут в нас немає розумної відповіді.
Отож, світло є частиною спектру, елементарною часткою, яка поводить себе як хвиля, переноситься двома перпендикулярними полями та рухається з максимальною швидкістю, яка можлива у Всесвіті.
Ну добре, це все класно, але що ж до всяких безумств на кшталт переміщення зі швидкістю світла, парадоксу близнюків, квантової теорії й т. д.?
Ми прибережемо все це для наступних роликів.
А поки що, давайте просто радіти, що в результаті еволюції в нас є очі, які розпізнають хвилі інформації, які пронизують весь Всесвіт, і дозволяють нам бачити все, що допомагає нам вписати наше існування в загальну картину світу.