Физики раскололись в этом вопросе, когда Эйнштейн создал свою теорию относительности в начале 20-го века и пришёл к заключению, что свет в этом новом аспекте обладает специфическим весом.
Что предполагало существование массы света.
Как примирить вибрацию и вес, волну и массу?
Заинтригованный, великий учёный возобновил опыты Планка и Бора и заключил, что свет одной лампочки происходит из последовательного бомбардирования световых гранул в следующих одна за другой вспышках, которые отрываются во всех направлениях.
Исследователи оспаривали это утверждение, напоминая о тайне дифракций и интерференций, желая таким образом показать, что свет состоит из вибраций.
Но Эйнштейн прибег к фотоэлектрическому эффекту — с помощью которого падение светового луча на натриевую или калийную плёнку определяет удаление электронов из этой же самой плёнки, электронов, чья скорость может быть с точностью измерена — и гениально изложил световые гранулы или фотоны, которые, бросаясь на калийные или натриевые электроны, вызывают их отделение с тем большей силой, чем больше сконцентрирована энергия фотонов.
Значит, акцентирование интенсивности света не повышает скорость изгоняемых электронов, что происходит лишь во время падения света, охарактеризованного самыми короткими колебаниями.
«Квантовые прыжки»
Теория «квантовых прыжков» объясняет, в какой-то мере, электромагнитные колебания, которые производят световые лучи.
В возбуждённом атоме движения ускоряются. И электроны, соответствующие им, отдаляются от ядра, переходя к более высоким степеням энергий. И как только происходит изменение, электроны скачкообразно отдаляются от ядер, согласно квадрату кардинальных чисел, то есть, от 1 до 2 для первого прыжка, от 2 до 4 во время второго, от 3 до 9 для третьего, от 4 до 16 для четвёртого, и так далее.
Когда температура достигает примерно 1000 градусов по Цельсию, электроны во всё возрастающем количестве покидают свои орбиты, а если температура приближается к 100.000 градусов по Цельсию, то атомы с трудом оказываются состоящими из ядер, лишённых своих электронов-спутников, которые взрываются от столкновения с чрезвычайно высокими температурами.
Обращаясь к шкале возбуждений атомных систем, мы увидим известный на земле свет, как электромагнитные колебания средней длины волн, который рождается из атомного поля, когда электроны, поднятые до орбит, расширенных обеспечением энергии, возвращаются к своим первоначальным орбитам, распространяя свою понижающуюся энергию.
Если мы возбудим атом небольшой порцией энергии, то лишь электроны периферии поднимутся и легко смогут преодолеть силу притяжения ядра.
Итак, мы понимаем, что чем удалённее ядро, тем более долгим будет прыжок, что определит излучение более длинной волны, как следствие, характерной понижением энергии. И чем более внутренним в атомной системе будет прыжок, тем более коротким будет излучённая вовне, и как следствие, с большей силой проникновения.
«Эффект Комптона»
Для примера проверим, как возбуждение внешних электронных орбит произведёт красный свет, созданный длинными волнами, тогда как тот же процесс трения на орбитах, следующих в направлении ядра, будет началом голубого излучения, созданного более короткими волнами, а возбуждение на более глубоких орбитах вызовет фиолетовый свет, ещё более коротких волн. Продолжив эту прогрессию извне вовнутрь, мы придём к гамма-лучам, происходящим из колебаний атомного ядра.
Во всех этих процессах излучения мощность фотона зависит от длины волны, где он проявляется, как это констатировано в «эффекте Комптона», с помощью которого столкновение между фотонами и электронами выявляет, что фотоны, рикошетируя после столкновения, теряют энергию, сокращают частоту своей волны и таким образом порождают свет более красноватого оттенка.
Формула Де Бролье
Очевидность фотона обогащает корпускулярную теорию света. Однако некоторые феномены остались в стороне, едва объяснимые волновой теорией, которую наука до сих пор не принимала.
И здесь на сцене противоречий появился французский учёный-физик Луи Де Бролье, заявивший о следующем принципе:
«Зная, что в определённых обстоятельствах волны света действуют как корпускулы, почему бы корпускулам материи в определённых обстоятельствах не действовать как волны?
И добавил, что каждая частица материи сопровождается волной, которая её ведёт.