Wissenschaftler sagen gern, dass jede Theorie etwas wert ist, wenn sie in einer einfachen Sprache präsentiert werden kann, die einem mehr oder weniger vorbereiteten Laien zugänglich ist. Der Stein fällt in so und so einem Bogen mit so und so hoher Geschwindigkeit zu Boden, sagen sie, und ihre Worte werden durch Übung bestätigt. Die der Lösung Y zugesetzte Substanz X färbt sie blau, und die der gleichen Lösung zugesetzte Substanz Z verleiht ihr eine grüne Farbe. Am Ende wird fast alles, was uns im Alltag umgibt (mit Ausnahme einer Reihe völlig unerklärlicher Phänomene), entweder aus wissenschaftlicher Sicht erklärt oder überhaupt, wie zum Beispiel jeder Kunststoff, sein Produkt.
Aber mit einem so grundlegenden Phänomen wie Licht ist nicht alles so einfach. Auf der primären, alltäglichen Ebene scheint alles einfach und klar zu sein: Es gibt Licht und seine Abwesenheit ist Dunkelheit. Gebrochen und reflektiert kommt Licht in verschiedenen Farben. Bei hellem und schwachem Licht werden Objekte unterschiedlich gesehen.
Wenn Sie jedoch etwas tiefer graben, stellt sich heraus, dass die Natur des Lichts immer noch unklar ist. Die Physiker stritten sich lange und kamen dann zu einem Kompromiss. Es heißt "Wave-Corpuscle-Dualismus". Die Leute sagen über solche Dinge „weder zu mir noch zu dir“: Einige betrachteten Licht als einen Strom von Teilchen-Körperchen, andere dachten, Licht sei Wellen. Bis zu einem gewissen Grad waren beide Seiten richtig und falsch. Das Ergebnis ist ein klassischer Pull-Push - manchmal ist Licht eine Welle, manchmal - ein Partikelstrom. Sortieren Sie ihn selbst. Als Albert Einstein Niels Bohr fragte, was Licht sei, schlug er vor, dieses Problem bei der Regierung anzusprechen. Es wird entschieden, dass Licht eine Welle ist und Fotozellen verboten werden müssen. Sie entscheiden, dass Licht ein Partikelstrom ist, was bedeutet, dass Beugungsgitter verboten sind.
Die unten angegebene Auswahl von Fakten wird natürlich nicht dazu beitragen, die Natur des Lichts zu klären, aber dies ist nicht alles eine erklärende Theorie, sondern nur eine gewisse einfache Systematisierung des Wissens über Licht.
1. Aus dem Schulphysikkurs erinnern sich viele daran, dass die Ausbreitungsgeschwindigkeit von Licht oder genauer von elektromagnetischen Wellen im Vakuum 300.000 km / s beträgt (tatsächlich 299.793 km / s, aber eine solche Genauigkeit ist selbst bei wissenschaftlichen Berechnungen nicht erforderlich). Diese Geschwindigkeit für die Physik wie Puschkin für die Literatur ist unser Alles. Körper können sich nicht schneller bewegen als die Lichtgeschwindigkeit, die uns der große Einstein hinterlassen hat. Wenn sich ein Körper plötzlich erlaubt, die Lichtgeschwindigkeit sogar um einen Meter pro Stunde zu überschreiten, verstößt er gegen das Prinzip der Kausalität - das Postulat, nach dem ein zukünftiges Ereignis das vorherige nicht beeinflussen kann. Experten geben zu, dass dieses Prinzip noch nicht bewiesen wurde, stellen jedoch fest, dass es heute unwiderlegbar ist. Und andere Spezialisten sitzen jahrelang in Labors und erhalten Ergebnisse, die die fundamentale Zahl grundlegend widerlegen.
2. Das Postulat der Unmöglichkeit, die Lichtgeschwindigkeit zu übertreffen, wurde 1935 vom herausragenden sowjetischen Wissenschaftler Konstantin Tsiolkovsky kritisiert. Der Kosmonautik-Theoretiker begründete seine Schlussfolgerung elegant aus philosophischer Sicht. Er schrieb, dass die von Einstein abgeleitete Zahl den biblischen sechs Tagen ähnelt, die es dauerte, um die Welt zu erschaffen. Es bestätigt nur eine separate Theorie, kann aber in keiner Weise die Grundlage des Universums sein.
3. Bereits 1934 entdeckte der sowjetische Wissenschaftler Pavel Cherenkov, der unter dem Einfluss von Gammastrahlung das Leuchten von Flüssigkeiten emittierte, Elektronen, deren Geschwindigkeit die Phasengeschwindigkeit des Lichts in einem bestimmten Medium überschritt. 1958 erhielt Cherenkov zusammen mit Igor Tamm und Ilya Frank (es wird angenommen, dass die beiden letzteren Cherenkov geholfen haben, das entdeckte Phänomen theoretisch zu begründen) den Nobelpreis. Weder die theoretischen Postulate noch die Entdeckung noch der Preis hatten irgendeine Wirkung.
4. Das Konzept, dass Licht sichtbare und unsichtbare Bestandteile hat, wurde schließlich erst im 19. Jahrhundert entwickelt. Zu dieser Zeit setzte sich die Wellentheorie des Lichts durch, und die Physiker, die den für das Auge sichtbaren Teil des Spektrums zerlegt hatten, gingen weiter. Zuerst wurden Infrarotstrahlen und dann ultraviolette Strahlen entdeckt.
5. Egal wie skeptisch wir gegenüber den Worten der Hellseher sind, der menschliche Körper strahlt wirklich Licht aus. Er ist zwar so schwach, dass es unmöglich ist, ihn mit bloßem Auge zu sehen. Ein solches Leuchten wird als extrem schwaches Leuchten bezeichnet und hat thermischen Charakter. Es wurden jedoch Fälle aufgezeichnet, in denen der gesamte Körper oder seine einzelnen Teile so leuchteten, dass er für die Menschen in der Umgebung sichtbar war. Insbesondere im Jahr 1934 beobachteten Ärzte bei der Engländerin Anna Monaro, die an Asthma litt, ein Leuchten im Brustbereich. Das Leuchten begann normalerweise während einer Krise. Nach seiner Beendigung verschwand das Leuchten, der Puls des Patienten beschleunigte sich für kurze Zeit und die Temperatur stieg an. Ein solches Leuchten ist auf biochemische Reaktionen zurückzuführen - das Leuchten von fliegenden Käfern hat dieselbe Natur - und hat bisher keine wissenschaftliche Erklärung. Und um das ultrakleine Leuchten eines gewöhnlichen Menschen zu sehen, müssen wir 1000-mal besser sehen.
6. Die Idee, dass Sonnenlicht einen Impuls hat, dh Körper physisch beeinflussen kann, wird bald 150 Jahre alt sein. Im Jahr 1619 bemerkte Johannes Kepler bei der Beobachtung von Kometen, dass der Schwanz eines Kometen immer streng in die der Sonne entgegengesetzte Richtung gerichtet ist. Kepler schlug vor, dass der Schwanz des Kometen von einigen Materialpartikeln zurückgelenkt wird. Erst 1873 schlug einer der Hauptforscher des Lichts in der Geschichte der Weltwissenschaft, James Maxwell, vor, dass die Schwänze von Kometen vom Sonnenlicht beeinflusst würden. Diese Annahme blieb lange Zeit eine astrophysikalische Hypothese - Wissenschaftler stellten fest, dass Sonnenlicht einen Impuls hatte, konnten ihn aber nicht bestätigen. Erst 2018 gelang es Wissenschaftlern der University of British Columbia (Kanada), das Vorhandensein eines Lichtimpulses nachzuweisen. Dazu mussten sie einen großen Spiegel erstellen und ihn in einem Raum platzieren, der von allen äußeren Einflüssen isoliert war. Nachdem der Spiegel mit einem Laserstrahl beleuchtet worden war, zeigten die Sensoren, dass der Spiegel vibrierte. Die Vibration war winzig, es war nicht einmal möglich, sie zu messen. Das Vorhandensein von leichtem Druck wurde jedoch nachgewiesen. Die Idee, Raumflüge mit Hilfe von dünnsten Sonnensegeln durchzuführen, die von Science-Fiction-Autoren seit der Mitte des 20. Jahrhunderts zum Ausdruck gebracht wurden, kann im Prinzip verwirklicht werden.
7. Licht oder vielmehr seine Farbe wirkt sich auch auf absolut blinde Menschen aus. Der amerikanische Arzt Charles Zeisler brauchte nach mehreren Jahren der Forschung weitere fünf Jahre, um ein Loch in die Wand der wissenschaftlichen Redakteure zu schlagen und ein Papier über diese Tatsache zu veröffentlichen. Zeisler gelang es herauszufinden, dass es in der Netzhaut des menschlichen Auges neben gewöhnlichen Zellen, die für das Sehen verantwortlich sind, Zellen gibt, die direkt mit der Region des Gehirns verbunden sind, die den zirkadianen Rhythmus steuert. Das Pigment in diesen Zellen ist empfindlich gegenüber blauer Farbe. Daher wirkt eine Beleuchtung in einem Blauton - gemäß der Temperaturklassifizierung des Lichts ist dies Licht mit einer Intensität von mehr als 6.500 K - auf Blinde, die genauso einschläfernd sind wie auf Menschen mit normalem Sehvermögen.
8. Das menschliche Auge ist absolut lichtempfindlich. Dieser laute Ausdruck bedeutet, dass das Auge auf den kleinstmöglichen Teil des Lichts reagiert - ein Photon. Experimente, die 1941 an der Universität von Cambridge durchgeführt wurden, zeigten, dass Menschen selbst mit durchschnittlichem Sehvermögen auf 5 von 5 in ihre Richtung gesendeten Photonen reagierten. Dafür mussten sich die Augen innerhalb weniger Minuten an die Dunkelheit „gewöhnen“. Obwohl es in diesem Fall richtiger ist, sich daran zu gewöhnen, ist es richtiger, das Wort „anpassen“ zu verwenden - im Dunkeln werden die Augenkegel, die für die Wahrnehmung von Farben verantwortlich sind, allmählich ausgeschaltet und die Stäbchen kommen ins Spiel. Sie ergeben ein monochromes Bild, sind aber viel empfindlicher.
9. Licht ist ein besonders wichtiges Konzept in der Malerei. Einfach ausgedrückt sind dies Schattierungen in der Beleuchtung und Schattierung der Fragmente der Leinwand. Das hellste Fragment des Bildes ist die Blendung - der Ort, an dem das Licht in den Augen des Betrachters reflektiert wird. Der dunkelste Ort ist der eigene Schatten des abgebildeten Objekts oder der Person. Zwischen diesen Extremen gibt es mehrere - es gibt 5 - 7 - Abstufungen. Natürlich sprechen wir über Objektmalerei und nicht über Genres, in denen der Künstler seine eigene Welt ausdrücken möchte usw. Obwohl von denselben Impressionisten des frühen 20. Jahrhunderts blaue Schatten in die traditionelle Malerei fielen - vor ihnen wurden Schatten in Schwarz oder Grau gemalt. Und doch - beim Malen gilt es als schlechte Form, mit Weiß etwas Leichtes zu machen.
10. Es gibt ein sehr merkwürdiges Phänomen namens Sonolumineszenz. Dies ist das Auftreten eines hellen Lichtblitzes in einer Flüssigkeit, in der eine starke Ultraschallwelle erzeugt wird. Dieses Phänomen wurde bereits in den 1930er Jahren beschrieben, aber sein Wesen wurde 60 Jahre später verstanden. Es stellte sich heraus, dass unter dem Einfluss von Ultraschall eine Kavitationsblase in der Flüssigkeit entsteht. Es nimmt für einige Zeit an Größe zu und fällt dann stark zusammen. Während dieses Zusammenbruchs wird Energie freigesetzt, die Licht gibt. Die Größe einer einzelnen Kavitationsblase ist sehr klein, aber sie erscheinen in Millionenhöhe und geben einen stabilen Glanz. Sonolumineszenzstudien sahen lange Zeit aus wissenschaftlichen Gründen wie Wissenschaft aus - wer interessiert sich für 1-kW-Lichtquellen (und dies war zu Beginn des 21. Jahrhunderts eine große Leistung) mit überwältigenden Kosten? Immerhin hat der Ultraschallgenerator selbst hunderte Male mehr Strom verbraucht. Kontinuierliche Experimente mit flüssigen Medien und Ultraschallwellenlängen brachten die Leistung der Lichtquelle allmählich auf 100 W. Bisher hält ein solches Leuchten nur sehr kurze Zeit an, aber Optimisten glauben, dass die Sonolumineszenz nicht nur die Gewinnung von Lichtquellen ermöglicht, sondern auch eine thermonukleare Fusionsreaktion auslöst.
11. Was scheint zwischen literarischen Figuren wie dem halbwahnsinnigen Ingenieur Garin aus "Das Hyperboloid des Ingenieurs Garin" von Alexei Tolstoi und dem praktischen Arzt Clobonny aus dem Buch "Die Reisen und Abenteuer von Kapitän Hatteras" von Jules Verne gemeinsam zu sein? Sowohl Garin als auch Clawbonny nutzten gekonnt die Fokussierung von Lichtstrahlen, um Wärme zu erzeugen. Nur Dr. Clawbonny, der eine Linse aus einem Eisblock herausgehauen hatte, schaffte es, Feuer zu bekommen und sich und seine Gefährten vor Hunger und kaltem Tod zu weiden, und Ingenieur Garin, der einen komplexen Apparat geschaffen hatte, der einem Laser leicht ähnelte, zerstörte Tausende von Menschen. Ein Feuer mit einer Eislinse ist übrigens durchaus möglich. Jeder kann Dr. Clawbonnys Erfahrung wiederholen, indem er Eis in einer konkaven Platte einfriert.
12. Wie Sie wissen, hat der große englische Wissenschaftler Isaac Newton als erster weißes Licht in die Farben des Regenbogenspektrums unterteilt, an das wir heute gewöhnt sind. Newton zählte jedoch zunächst 6 Farben in seinem Spektrum. Der Wissenschaftler war Experte in vielen Bereichen der Wissenschaft und der damaligen Technologie und liebte gleichzeitig leidenschaftlich die Numerologie. Und darin gilt die Nummer 6 als teuflisch. Daher fügte Newton nach langem Überlegen dem Spektrum eine Farbe hinzu, die er "Indigo" nannte - wir nennen sie "Violett", und es gab 7 Primärfarben im Spektrum. Sieben ist eine Glückszahl.
13. Das Museum für Geschichte der Akademie der Strategischen Raketenkräfte zeigt eine funktionierende Laserpistole und einen Laserrevolver. Die „Waffe der Zukunft“ wurde bereits 1984 an der Akademie hergestellt. Eine Gruppe von Wissenschaftlern unter der Leitung von Professor Viktor Sulakvelidze hat die Set-Kreation vollständig bewältigt: nicht tödliche Laser-Kleinwaffen herzustellen, die auch nicht in die Haut des Raumfahrzeugs eindringen können. Tatsache ist, dass Laserpistolen zur Verteidigung sowjetischer Kosmonauten im Orbit gedacht waren. Sie sollten Gegner blenden und optische Geräte treffen. Das auffällige Element war ein optischer Pumplaser. Die Patrone war analog zu einer Blitzlampe. Das Licht davon wurde von einem faseroptischen Element absorbiert, das einen Laserstrahl erzeugte. Die Zerstörungsreichweite betrug 20 Meter. Im Gegensatz zum Sprichwort bereiten sich Generäle also nicht immer nur auf vergangene Kriege vor.
14. Alte monochrome Monitore und traditionelle Nachtsichtgeräte erzeugten nach Lust und Laune der Erfinder keine grünen Bilder. Alles wurde nach wissenschaftlichen Erkenntnissen durchgeführt - die Farbe wurde so gewählt, dass die Augen so wenig wie möglich ermüdet werden, eine Person die Konzentration aufrechterhalten und gleichzeitig das klarste Bild erhalten kann. Entsprechend dem Verhältnis dieser Parameter wurde die grüne Farbe gewählt. Gleichzeitig war die Farbe der Außerirdischen vorbestimmt - während der Suche nach außerirdischer Intelligenz in den 1960er Jahren wurde die Tonanzeige der aus dem Weltraum empfangenen Funksignale auf Monitoren in Form von grünen Symbolen angezeigt. Schlaue Reporter kamen sofort auf die "grünen Männer".
15. Die Leute haben immer versucht, ihre Häuser zu beleuchten. Selbst für die alten Menschen, die das Feuer jahrzehntelang an einem Ort hielten, diente das Feuer nicht nur zum Kochen und Heizen, sondern auch zum Anzünden. Um die Straßen systematisch zentral zu beleuchten, dauerte es Jahrtausende der Zivilisationsentwicklung. In den XIV-XV Jahrhunderten begannen die Behörden einiger europäischer Großstädte, die Bürger zu verpflichten, die Straße vor ihren Häusern zu beleuchten. Das erste wirklich zentralisierte Straßenbeleuchtungssystem in einer Großstadt erschien jedoch erst 1669 in Amsterdam. Ein Anwohner, Jan van der Heyden, schlug vor, Laternen an den Straßenrändern anzubringen, damit die Menschen weniger in zahlreiche Kanäle fallen und kriminellen Übergriffen ausgesetzt sind. Hayden war ein wahrer Patriot - vor einigen Jahren schlug er vor, in Amsterdam eine Feuerwehr zu gründen. Die Initiative ist strafbar - die Behörden boten Hayden an, ein neues problematisches Geschäft aufzunehmen. In der Geschichte der Beleuchtung lief alles wie eine Blaupause - Hayden wurde der Organisator des Beleuchtungsdienstes. Zu Gunsten der Stadtverwaltung ist anzumerken, dass der unternehmungslustige Stadtbewohner in beiden Fällen eine gute Finanzierung erhielt. Hayden installierte nicht nur 2.500 Laternenpfähle in der Stadt. Er erfand auch eine spezielle Lampe von solch erfolgreichem Design, dass Hayden-Lampen bis Mitte des 19. Jahrhunderts in Amsterdam und anderen europäischen Städten verwendet wurden.
