แสงคืออะไร

แสงคืออะไร 


คำถามนี้ยังเป็นที่หนักใจของนักวิทยาศาสตร์มา 1000 กว่าปีแล้ว นักวิทยาศาสตรผู้มีชื่อเสียงอย่าง เซอร์ไอแซก นิวตัน ได้ทดลองให้แสงสีขาวผ่านปริซึมและแยกแสงสีขาวจากดวงอาทิตย์ ออกในปี ค.ศ.1672 นิวตันตั้งให้รุ้งกินน้ำมี 5 สี คือ แดง, เหลือง, เขียว, น้ำเงิน และ ม่วง ต่อมา เขาจึงเพิ่มสี ส้ม และ คราม เข้าไป จนครบ 7 สี ดังเช่นปัจจุบัน และนิวตันเชื่อว่าแสงมีคุณสมบัติเป็นอนุภาคเล็กๆมาประกอบกัน โดยเมื่อแสงถูกแยกเป็น 7 สีได้ ก็ประกอบรวมเป็นสีขาวได้เช่นกัน โดยกล่าวว่าแสงประกอบขึ้นด้วยอนุภาคเล็กๆ เรียกว่า คอพัสเคิลเดินทางเป็นเส้นตรงด้วยความเร็วจำกัดค่าหนึ่ง และมีพลังงานจลน์



ต่อมาคริสเตียน ฮอยเกนส์ (Christian Huygens)  ได้เสนอทฤษฎีคลื่นของแสงทฤษฎีหนึ่ง (A wave theory of light) ที่สามารถอธิบายการสะท้อนและการหักเหของแสงได้เช่นเดียวกัน และสรุปว่าแสงเป็นคลื่นชนิดหนึ่ง

ปรากฏการณ์โฟโตอิเล็กทริก (อังกฤษ: photoelectric effect) เป็นปรากฏการณ์ที่อิเล็กตรอนหลุดออกจากสสาร (เรียกสสารเหล่านี้ว่า โฟโตอีมิสสีฟ) ^[1]เมื่อสสารนั้นสัมผัสกับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความถี่สูง (ความยาวคลื่นต่ำ พลังงานสูง เช่น รังสีอัลตราไวโอเล็ต) และเรียกอิเล็กตรอนที่หลุดออกมาว่า โฟโตอิเล็กตรอน ^[1] ปรากฏการดังกล่าวค้นพบโดยนักฟิสิกส์ชื่อไฮน์ริช เฮิร์ตซ์ ในปี พ.ศ. 2430 ^[1]

การอธิบายปรากฏการณ์โฟโตอิเล็กทริกจะต้องอาศัยคุณสมบัติของแสงในรูปของอนุภาค โดยเกิดขึ้นได้เมื่ออนุภาคโฟตอน (อนุภาคแสง) ที่มีพลังงานสูงชนกับอิเล็กตรอนในสสารจึงทำให้อิเล็กตรอนหลุดออกมาพร้อมกับมีพลังงานจลน์ติดตัวออกมาด้วย ซึ่งผู้ที่สามารถอธิบายปรากฏการณ์นี้ได้สมบูรณ์คืออัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ เขาจึงได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ในปี พ.ศ. 2464 ^[2] และความเข้าใจคุณสมบัติความเป็นอนุภาคของแสงส่งผลให้เกิดความเข้าใจในเรื่องทวิภาคของคลื่น–อนุภาคในเวลาต่อมา

    แสง คือ คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (Electromagnetic wave) ประเภทหนึ่ง ซึ่งอยู่ในช่วงความยาวคลื่นที่สายตามนุษย์มองเห็น หรือบางครั้งอาจรวมถึงการแผ่รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าในช่วงความยาวคลื่นตั้งแต่รังสีอินฟราเรด (Infrared) ถึงรังสีอัลตราไวโอเลต (Ultraviolet) ด้วย

    ความถี่ของคลื่นแสงที่แตกต่างกันนั้นขึ้นอยู่กับความเร็วในการสั่นสะเทือน ถ้าหากคลื่นแสงยิ่งมีความสั่นสะเทือนมากก็จะยิ่งมีความถี่มากแต่ความยาวคลื่นก็จะยิ่งน้อย โดยแสงที่เรามองเห็นได้นั้นเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความถี่ในระดับที่ดวงตาของมนุษย์สามารถมองเห็นได้ ซึ่งปกติแล้วแสงจะเคลื่อนที่ในสุญญากาศด้วยความเร็ว 299,792,458 เมตรต่อวินาที