Lys: partiklar eller bølger?
Bølgedebatt
På 1600-talet oppstod ei fagleg ueinigheit om kva lys eigentleg er. Nederlendaren Christian Huygens meinte at lys måtte vere bølger fordi det hadde fleire eigenskapar som minte om bølger i vatn. Til dømes kunne det bøye seg og breie seg utover.
Partiklar?
Samtidig arbeidde den engelske vitskapsmannen Isaac Newton med lys. Han viste at vanleg sollys inneheld fleire fargar: raud, oransje, gul, grøn, blå, indigo og fiolett. Ut frå det han visste om fargeblanding, kunne han danne praktisk talt alle fargar ved å mikse dei tre primærfargane raudt, grønt og blått. Newton meinte derfor at lys måtte bestå av små partiklar, og at det fanst tre typar: raude, grøne og blå.
Sidan Newton hadde så stor suksess på mange andre område i fysikken, fekk partikkelmodellen av lys stor støtte og blei dermed den dominerande forklaringa på slutten av 1600-talet.
Bølger?
I 1801 gjennomførte Thomas Young eit av dei mest berømte eksperimenta i fysikkens historie: dobbeltspalteksperimentet. Der viste han at lys lagar interferensmønster akkurat som vass- og lydbølger. Resultatet blei derfor tolka som eit tydeleg bevis på at lys oppfører seg som bølger. No var striden avgjord, i alle fall for ein periode. Lys blei rekna som bølger.
Kvantemekanikk og foton
Men så viste det seg at saka ikkje var så enkel likevel. Det dukka opp andre fenomen seinare som berre kunne forklarast ved at ein såg på lys som ein straum av lyspartiklar med ein bestemd energi.
Det var nettopp det Albert Einstein gjorde i 1905, og med det etablerte han omgrepa foton og kvant, og ei heilt ny retning i fysikken: kvantemekanikken.
I kvantemekanikken er det ikkje berre bølger som er partiklar, det er òg omvendt: Partiklar kan beskrivast som bølger!
Endå eit bidrag som støtta partikkelteorien kom i 1923 då Arthur Compton viste at foton kunne støyte mot elektron nesten på same måte som klinkekuler støyter mot kvarandre.
Konklusjonen
Konklusjonen er at lys har både bølge- og partikkeleigenskapar.
Dagens fysikarar har i stor grad akseptert at lys i nokre tilfelle oppfører seg som bølger, mens det i andre tilfelle oppfører seg som partiklar. Dette blir kalla bølge-partikkel-dualiteten. Det som gjeld, er at lys er lys, og så får vi legge vekt på dei eigenskapane som er nyttige for den problemstillinga vi ser på.