1. Home
  2. NaturfagChevronRight
  3. Stråling og radioaktivitetChevronRight
  4. Introduksjon – Lys og bølgjerChevronRight
  5. Lys: Partiklar eller bølgjer?ChevronRight
SubjectMaterialFagstoff

Fagartikkel

Lys: Partiklar eller bølgjer?

For snart fire hundre år sidan var det ein heftig strid om lys er partiklar eller bølgjer .

Isaac Newton gjennomfører lyseksperiment med prisme. Tegning.
Isaac Newton gjennomfører det kjente lyseksperimentet sitt med prisme.

Bølgjedebatt

På 1600-talet såg nederlendaren Christian Huygens at lys hadde mange eigenskapar som minte om vassbølgjer, og meinte at lys måtte ha bølgjenatur.

Partiklar?

Den berømte vitskapsmannen Isaac Newton frå England påviste at vanleg sollys inneheld fleire fargar (raud–oransje–gul–grøn–blå–indigo–fiolett). Ut frå det han visste om fargeblanding, kunne han danne praktisk talt alle fargar ved å mikse tre primærfargar: raudt, grønt og blått. Han meinte derfor at lys måtte bestå av små partiklar, og at det fanst tre typar; nemleg raude, grøne og blå.

Sidan Newton hadde så stort hell på andre område i fysikk, blei det partikkelbiletet av lys som «vann» i striden mellom Huygens og Newton i siste delen av 1600-talet.

Bølgjer?

Bølgemønster fra to spalter. Tegning.
Thomas Young sitt dobbeltspalteksperimentet som viser bølgmønster og interferens

I 1801 gjennomførte Thomas Young eit av fysikkhistorias aller mest berømte eksperiment, nemleg dobbeltspalteksperimentet. Der viste han at lys lagar interferensmønster akkurat som vass- og lydbølgjer. Dette blei teke som eintydig støtte for at lys er bølgjer. No var striden gjord om, i alle fall for ein periode: lys er bølgjer.

Kvantemekanikk og foton

Men dessverre, så enkelt var det ikkje. Det dukka opp andre fenomen seinare (f.eks. fotoelektrisk effekt), som berre kunne forklarast ved at ein betrakta lys som ein straum av lyspartiklar med ein bestemd energi. Dette 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 bølgjer som er partiklar, det er også omvendt: partiklar kan beskrivast som bølgjer! Eit anna skot for baugen for bølgjetilhengjarane kom i 1923 då Compton viste at foton kunne støyte mot elektron som om det var ein støyt mellom klinkekuler.

Lysspekter fra to prismer krysser hverandre. Illustrasjon.
Lysspekter fra to prismer krysser hverandre.

Konklusjonen etter alt dette:

Lys har både bølgje- og partikkeleigenskapar.

Dagens fysikarar har i stor grad akseptert at lys i nokre tilfelle oppfører seg som bølgjer, mens det i andre tilfelle oppfører seg som partiklar. Dette blir kalla bølgje-partikkel-dualiteten. Det som gjeld, er at lys er lys, og så får vi leggje vekt på dei eigenskapane som er nyttige for den problemstillinga vi ser på.

Læringsressursar

Introduksjon – Lys og bølgjer

Kva er kjernestoff og tilleggsstoff?
SubjectEmne

Fagstoff

  • SubjectMaterialFagstoff

    Store og små tal

    Tilleggsstoff er fagstoff
    AdditionalTilleggstoff
SubjectEmne

Oppgaver og aktiviteter