מהו טבע האור? ניסויים שנערכו במאה ה -18 הראו כי הוא קשור לכוחות חשמל ומגנטיות. זה נשמע בלתי סביר, ולכן כדאי לתאר איך הפיזיקאים הגיעו לתובנה זו. ההבנה של טבע האור הייתה תלויה בשורה של ניסויים אלגנטיים שבוצעו על ידי הפיזיקאי האנגלי מייקל פאראדיי, ותיאוריה חשובה שהוצעה על ידי תלמידו הפיזיקאי הסקוטי ג'יימס קלרק מקסוול.
באדיבות וויקיפדיה
מייקל פאראדיי היה שוליה של כורך ספרים שהפך להיות המנהל של הארגון המדעי היוקרתי ביותר במדע, המכון המלכותי בלונדון. הוא היה נסיין מאומן ומנהיג נפלא. בכל חג-מולד הוא היה מעביר סדרת הרצאות פומביות עמוסות בהדגמות. סדרה זו ממשיכה גם כיום ונושאת את שמו. פאראדיי גילה כי שדה חשמלי משתנה יכול ליצור כוח מגנטי. פעם ביקר ראש הממשלה במעבדתו והתלונן על מחקר מופשט ועל היעדר כל שימוש בכל במערכות היקרות שבמעבדה. פאראדיי השיב שהתוצאות חשובות ביותר, עד כדי כך שיום אחד תטיל ממשלת הוד מלכותה מיסים על רבות מהן. הוא צדק. החיבור בין כוחות חשמליים ומגנטיים הוא הבסיס למנועים חשמליים ולייצור של כל החשמל שאנו צורכים.
פאראדיי ידע גם כי שדה מגנטי משתנה יכול ליצור זרם חשמלי. שתי תוצאות אלו מצביעות על קשר אינטימי בין כוחות חשמליים ומגנטיים. שניהם מוכרים לנו בעולם היומיומי; הזרם במנוע חשמלי יוצר כוח מגנטי המניע רוטור, ומים זורמים על-ידי טורבינה יוצרים כוח מגנטי משתנה המייצר חשמל. אבל מה הקשר בין הכוחות הללו לבין האור?
במאה ה -19, הפיזיקאי הסקוטי ג'יימס קלארק מקסוול פיתח את התיאוריה שלו על חשמל ומגנטיות. הוא יצר מערך אלגנטי של משוואות המקשרות בין שני הכוחות. בתיאוריה, כוח חשמלי או מגנטי משתנה עלול ליצור הפרעה שתתנהג כמו גל. מאחר שהשינויים החשמליים והמגנטיים קשורים תמיד, הפרעה זו נקראת גל אלקטרומגנטי. מקסוול השתמש בתיאוריה כדי לחזות כי גלים אלקטרומגנטיים צריך לנוע באוויר במהירות של 300,000 קילומטרים לשנייה. וזוהי בדיוק את מהירות האור! מקסוול העריך אפוא כי האור הוא רק צורה אחת של קרינה אלקטרומגנטית.
יש להשתמש בזהירות במילה קרינה. קרינה מתארת אור, גלי רדיו, קרני רנטגן וסוגים אחרים של גלים אלקטרומגנטיים. עליכם לדעת שפיסיקאים ומהנדסים נוהגים לדבר על זרמים של חלקיקים תת אטומיים, כגון פרוטונים או אלקטרונים, כעל קרינה. לדוגמה, חלקיקים מסוכנים הנפלטים מחומר רדיואקטיבי נקראים לפעמים קרינה, אך זו אינה קרינה אלקטרומגנטית. לקרינה אלקטרומגנטית יש תכונה כללית שיש בה עניין רב: היא נושאת אנרגיה ומידע ממקום למקום במרחבי החלל.
Author: Chris Impey