Түүхийн туршид хүн төрөлхтөн гэрэл гэх мэт үзэгдлийн мөн чанарын талаар бодож ирсэн. Эрт дээр үеэс өнөөг хүртэл энэ талаархи санаанууд өөрчлөгдөж, сайжирсаар ирсэн. Хамгийн алдартай таамаглал нь гэрэл нь бөөмс эсвэл долгион гэсэн хандлагатай байдаг. Гэрлийн мөн чанар, үйл ажиллагааг судалдаг орчин үеийн шинжлэх ухааны салбарыг оптик гэж нэрлэдэг.
Гэрлийн тухай санаа үүссэн түүх
Аристотель зэрэг эртний Грекийн гүн ухаантнуудын үзэл бодлоор гэрэл бол хүний нүднээс гарах туяа юм. Орон зайг дүүргэдэг тунгалаг бодис болох эфирээр дамжин эдгээр цацрагууд тархаж, хүнд объектуудыг харах боломжийг олгодог.
Өөр нэг философич Платон нар бол дэлхий дээрх гэрлийн эх үүсвэр гэж үзсэн.
Гүн ухаанч, математикч Пифагор жижиг хэсгүүд биетээс нисдэг гэж үздэг байсан. Хүний нүд рүү ороход тэдгээр нь эдгээр объектын гадаад төрх байдлын талаархи ойлголтыг өгдөг.
Гэнэн мэт санагдсан ч эдгээр таамаглал нь сэтгэлгээний цаашдын хөгжлийн үндэс суурийг тавьсан юм.
Тиймээс 17-р зуунд Германы эрдэмтэн Иоганнес КеплерПлатон, Пифагор нарын үзэл санаатай ойролцоо онолыг илэрхийлсэн. Түүний бодлоор гэрэл бол бөөмс, тодорхой хэлбэл ямар нэг эх үүсвэрээс тархаж буй бөөмсийн урсгал юм.
Ньютоны корпускуляр таамаглал
Эрдэмтэн Исаак Ньютон энэ үзэгдлийн талаарх зарим талаар зөрчилтэй санаануудыг нэгтгэсэн онолыг дэвшүүлсэн.
Ньютоны таамаглалаар гэрэл бол хөдөлгөөний хурд нь маш өндөр бөөмс юм. Корпускулууд нэг төрлийн орчинд тархаж, гэрлийн эх үүсвэрээс жигд, шулуун шугамаар хөдөлдөг. Хэрэв эдгээр бөөмсийн урсгал нүд рүү орвол тэр хүн түүний эх үүсвэрийг ажигладаг.
Эрдэмтний хэлснээр биетүүд өөр өөр хэмжээтэй байсан нь өөр өөр өнгөтэй сэтгэгдэл төрүүлжээ. Жишээлбэл, том тоосонцор нь хүн улаан өнгөтэй болоход хувь нэмэр оруулдаг. Тэрээр хатуу саадаас бөөмсийн урсах замаар гэрлийн урсгал тусах үзэгдлийг нотолсон.
Эрдэмтэн цагаан өнгийг спектрийн бүх өнгөний хослолоор тайлбарлав. Энэхүү дүгнэлт нь түүний 1666 онд нээсэн үзэгдлийн тархалтын онолын үндэс болсон.
Ньютоны таамаглал нь олон оптик үзэгдлийг тайлбарлаж, түүний үеийнхний дунд маш их хүлээн зөвшөөрөгдсөн.
Гюйгенсийн долгионы онол
Тухайн үеийн өөр нэг эрдэмтэн Кристиан Гюйгенс гэрлийг бөөмс гэдэгтэй санал нийлэхгүй байсан. Тэрээр гэрлийн мөн чанарын тухай долгионы таамаглал дэвшүүлсэн.
Гюйгенс объектуудын хоорондын болон биетүүдийн бүх орон зайг эфирээр дүүргэдэг бөгөөд гэрлийн цацраг нь импульс, энэ эфирт тархдаг долгион гэж үздэг. Гэрэлд хүрэх эфирийн хэсэг бүрдолгион нь хоёрдогч долгион гэж нэрлэгддэг эх үүсвэр болдог. Гэрлийн интерференц ба дифракцийн туршилтууд гэрлийн мөн чанарыг долгионоор тайлбарлах боломжийг баталсан.
Гюйгенсийн онолыг ихэнх эрдэмтэд гэрлийг бөөмс гэж үзэх хандлагатай байсан тул түүний үед төдийлөн хүлээн зөвшөөрөгдөөгүй. Гэсэн хэдий ч дараа нь Юнг, Френел зэрэг олон эрдэмтэд үүнийг баталж, боловсронгуй болгосон.
Харах цаашдын хөгжил
Физикийн шинжлэх ухаанд гэрэл гэж юу вэ гэсэн асуулт эрдэмтдийн оюун санааг зовоосон хэвээр байв. 19-р зуунд Жеймс Клерк Максвелл гэрлийн цацраг нь өндөр давтамжийн цахилгаан соронзон долгион гэсэн онолыг боловсруулсан. Түүний санаанууд нь вакуум дахь гэрлийн хурд нь цахилгаан соронзон долгионы хурдтай тэнцүү гэсэн баримт дээр үндэслэсэн.
1900 онд Макс Планк "хэсэг", "бага хэмжээ" гэж орчуулагддаг "квант" гэсэн нэр томъёог шинжлэх ухаанд нэвтрүүлсэн. Планкийн үзэж байгаагаар цахилгаан соронзон долгионы цацраг тасралтгүй явагддаггүй, харин хэсэгчлэн, квантаар үүсдэг.
Эдгээр санааг Альберт Эйнштейн боловсруулсан. Тэрээр гэрлийг зөвхөн ялгаруулж зогсохгүй бөөмсөөр шингээж, үржүүлдэг гэж санал болгосон. Тэдгээрийг тодорхойлохдоо тэрээр "фотон" гэдэг үгийг ашигласан (энэ нэр томъёог Гилберт Льюис анх санаачилсан).
Бөөмийн долгионы хоёрдмол байдал
Гэрлийн мөн чанарын орчин үеийн тайлбар нь долгион-бөөмийн хоёрдмол байдлын үзэл баримтлалд оршдог. Энэ үзэгдлийн мөн чанар нь бодис нь долгион ба бөөмсийн шинж чанарыг харуулж чаддагт оршино. Гэрэл бол ийм зүйлийн жишээ юм. Эсрэг байр суурьтай байгаа эрдэмтдийн судалгаа нь гэрлийн хоёрдмол шинж чанарыг баталж байна. Гэрэл нь нэгэн зэрэг бөөмс ба долгион юм. Эдгээр шинж чанаруудын илрэлийн зэрэг нь тодорхой физик нөхцлөөс хамаарна. Зарим тохиолдолд гэрэл нь цахилгаан соронзон долгионы шинж чанарыг харуулдаг бөгөөд энэ нь түүний гарал үүслийн долгионы онолыг баталж, бусад тохиолдолд гэрэл нь корпускулын урсгал (фотон) юм. Энэ нь гэрэл бол бөөмс гэдгийг батлах үндэслэл болно.
Гэрэл нь физикийн түүхэнд корпускуляр-долгионы дуализм байгааг хүлээн зөвшөөрсөн анхны матери болсон. Хожим нь энэ шинж чанарыг бусад хэд хэдэн зүйлээс олж мэдсэн, тухайлбал, молекул болон нуклонуудад долгионы төлөв байдал ажиглагддаг.
Дүгнэж хэлэхэд гэрэл бол хоёр мянга гаруй жилийн түүхтэй өвөрмөц үзэгдэл гэж хэлж болно. Энэхүү үзэгдлийн талаарх орчин үеийн ойлголтоор гэрэл нь долгион болон бөөмсийн шинж чанарыг харуулдаг давхар шинж чанартай байдаг.
