О сущности природы и свойств света

Кузнецов А.И., Кузнецов В.А.

Основные научные теории о природе света развивались на протяжении более трех веков:

• Корпускулярная (эмиссионная) теория: Развита Исааком Ньютоном в XVII веке. Утверждает, что свет — это поток особых мелких частиц (корпускул), которые испускаются источником.

• Волновая (электромагнитная) теория: Основана Христианом Гюйгенсом, Джеймсом Максвеллом и Генрихом Герцем. Свет описывается как непрерывная электромагнитная волна, характеризующаяся длиной волны и частотой.

• Квантовая теория: Сформировалась в XX веке благодаря Максу Планку и Альберту Эйнштейну. Объясняет излучение и поглощение света порциями — квантами (фотонами), энергия которых зависит от частоты.

Однако, ни одна из предложенных учеными теорий не смогла полностью объяснить существующее многообразие поведения света и производимых им эффектов в различных условиях.

Учитывая все это, в настоящее время принято компромиссное решение французского ученого Луи де Бройля, в основе которого лежит корпускулярно-волновой дуализм, утверждающий, что фотоны обладают и свойствами частицы, и свойствами волны. Это фундаментальное понятие, определяющее как свет взаимодействует с веществом и распространяется в пространстве.

Однако, оно не объясняет условия и причину образования того или иного вида светового излучения. Кроме длины волны и частоты, не указывается: на каком этапе и почему эти формы света вдруг начинают светиться. Раньше из-за отсутствия экспериментальных данных считалось, что свет в виде светящихся частиц или волн начинает свое движение от Солнца. В настоящее время многочисленными исследованиями доказано, что в космическом пространстве нет никаких видимых лучей света, движущихся от Солнца. Скрывая свою беспомощность, ученые стараются не касаться этих вопросов.

В современной физике обе формы света, не исключают, а как бы дополняют друг друга, практически охватывая в совокупности почти все известные проблемные на данный момент явления и процессы в этой области. Фактическая форма света в каждом конкретном случае определяется самим ученым. В зависимости от возникшей ситуации ученые без зазрения совести в одном случае для объяснения возникшей проблемы могут использовать одну форму света, а в другом на свое усмотрение совершенно другую.

Несмотря на существенное различие принятых форм света и, казалось бы, нереальность их объединения, применительно к одному явлению или процессу, каждая из них позволяет с определенной точностью объяснить производимые светом эффекты в том случае, когда другая сделать это бессильна.

Согласно принципа соответствия, любая новая научная теория не просто опровергает старую, но и включает её в себя как частный, предельный случай. Если законы классической физики подтверждаются экспериментально в широкой области явлений, то новая, более точная наука в применении к этим явлениям должна давать тот же результат, что и классическая.

Предложенная нами новая гипотеза корпускулярно-спиральной теории света объединяет все приведенные выше формы света в одну, сохраняя принцип их влияния, не условно, как «дуализм», а обоснованно на основании существующих законов физики, за счет объяснения реального характера движения частиц.

Учитывая вращение частиц внутри Солнца, извержение их в виде солнечного ветра осуществляется не по прямой линии, как считал Ньютон, а по конической спирали. В процессе своего движения вдоль силовых линий межпланетного магнитного поля и магнитного поля Земли, заряженные частицы плазмы создают различные виды излучения в виде электромагнитных волн, характеризующихся длиной волны, условно равной шагу спирали частиц солнечного ветра.

Существующее отличие частиц по массе, скорости, знаку и величине заряда, также объясняет излучение и поглощение света порциями — квантами (фотонами), энергия которых зависит от состава и свойств солнечного ветра.

Никакого света частицы (корпускулы) солнечного ветра в процессе своего движения в безвоздушном пространстве не излучают. Свет – это энергия (атомная), выделяющаяся при ионизации атомов и молекул вещества высокоэнергичными частицами звездного (солнечного) ветра.

Источником возникновения света является как среда в виде газовой атмосферы и пылегазовой смеси, так и вещества, находящиеся в жидком и твердом состоянии.

Механизм образования света по нашей гипотезе одинаков, как для физической, так и химической природы возникновения света. Он выделяется при образовании ионов из атомов и молекул, независимо от того, происходит это физическим или химическим путем.

При химическом взаимодействии компонентов реакции с образованием новых молекул, их атомы «распадаются» на ионы. Это сопровождается выделением энергии в виде света.

К таким примерам можно отнести воспламенение жидких и твердых горючих веществ под воздействием их нагрева солнечными лучами, или излучением от находящегося вблизи источника выделения тепла, электрического разряда, тепла, выделяющегося от трения, ударного механического или химического воздействия и т.д.

Выделение света при горении — это сложный физико-химический процесс, при котором горючие вещества, вступая в реакцию с кислородом, окисляются и превращаются в продукты сгорания. Цвет пламени определяется составом химического вещества и расходом кислорода на горение.

Размышлять о свойствах света начали в древние времена [1]:

- первой проблемой физической оптики была проблема цветности световых лучей;

- еще более трудная проблема возникла во второй половине XVII в., когда было впервые описано явление дифракции света.

Цветность светового луча, по Эйлеру, определяется длиной его волны. Цвета тел являются результатом вибрации частиц тела под действием падающего света. Опираясь на эти представления, Эйлер развивает качественную теорию оптических явлений.

Принято считать, что изменение цвета металла при нагревании и охлаждении возникает из-за образования тончайшей прозрачной оксидной пленки на поверхности. Свет, проходя через нее, преломляется и создает различные оттенки, которые до 500 °С называются цветами побежалости. При сильном нагреве металл начинает излучать собственный видимый свет.

Когда тело нагревается, его атомы и молекулы начинают излучать электромагнитные волны различной длины. При достаточно высоких температурах это излучение попадает в видимый для человеческого глаза спектр.

Цвет излучения зависит от температуры тела:

- при низких температурах излучение находится преимущественно в инфракрасной области, и тело кажется темным или красным;

- по мере повышения температуры спектр излучения смещается в сторону более коротких волн, и цвет меняется от красного через желтый и белый к синему.

С повышением температуры атомы и молекулы металла начинают колебаться с большей интенсивностью, что приводит к увеличению частоты и энергии излучаемых электромагнитных волн. Спектр излучения смещается от инфракрасной области в сторону видимого света, что проявляется в виде цветовых оттенков.

Мы считаем, что причиной изменения цвета металла при нагреве и охлаждении является не колебание атомов и молекул, а изменение частоты и амплитуды колебания общих электронов, перемещающихся по спирали между протонами атомов металла в соответствии с принципом суперпозиции, обусловленное изменением его объема.

Подтверждением нашей теории является то, что значительное изменение цвета наблюдается в основном только у токопроводящих материалов (металлов).

В 1791 г. аббат Прево устанавливает общность свойств тепловых и световых лучей. Далее выясняется, что невидимые излучения по своим свойствам тождественны свету.

Принято считать, что тепловые и световые лучи — это электромагнитные волны одной природы (инфракрасное и видимое излучение). Их главное сходство заключается в том, что оба вида лучей подчиняются одним и тем же законам геометрической оптики.

Мы считаем, что это больше соответствует предложенной нами корпускулярно-спиральной природе света, а не волновой. Спиральное, вихреобразное движение ионизированных частиц способствует созданию электромагнитных волн различных видов, которые являются неотъемлемой частью звездного ветра, перемещаются вместе с ним и обеспечивают электромагнитное взаимодействие.

Свет – это энергия ионизации, а тепло – это кинетическая энергия атомов и молекул, подвергшихся воздействию частиц звездного ветра или другого источника их излучения.

Доказательством этому может служить луч лазера. Это узконаправленный, мощный и концентрированный поток световой энергии.

В чистом воздухе сам лазерный луч невидим — глаз замечает только яркую точку на той поверхности, в которую он упирается. Луч становится видимым целиком только тогда, когда свет сталкивается с микрочастицами (пылинками, дымом или туманом). Принято считать, что он отражается от них и рассеивается по направлению к глазу. Мы считаем, что это результат ионизации атомов этих частиц.

Начиная еще с 1808 г. развиваются события, которые заставляют усомниться в преимуществе волновой теории по сравнению с корпускулярной.

В конце 1808 г. Малюс открывает новый оптический факт — поляризацию света при отражении. Араго в 1811 г, устанавливает возможность вращения плоскости поляризации, а Био в 1813 г. описывает явление хроматической поляризации. Френель в 1816 г. ставит ряд экспериментов, обнаруживающих, в частности, что интерференция поляризованных лучей происходит только при параллельном расположении плоскостей поляризации. Эти факты никак не укладывались в рамки волновой теории, в которой волны в эфире предполагались аналогичными звуковым, т. е. продольными. Особенно явно противоречил этому представлению последний факт, установленный Френелем. Для осуществления интерференции поляризованных лучей нужно, чтобы колебания эфира совершались в одном и том же направлении, но это противоречит самому существу интерференции [1].

Вращение плоскости поляризации света (оптическая активность) — это физическое явление, при котором плоскость колебаний линейно поляризованного света поворачивается вокруг направления его распространения при прохождении через оптически анизотропную или подвергнутую воздействию магнитного поля среду.

Это легко объясняется предложенной нами гипотезой корпускулярно-спиральной теории света.

Таким образом, приведено объяснение единой сущности природы и свойств света в соответствии с предложенной нами гипотезой корпускулярно-спиральной теории света.

ЛИТЕРАТУРА

1. История развития представлений о природе света. [Электронный ресурс] – URL: https://www.eduspb.com/node/1859 [дата обращения 15.06.2026].