Корпускулярно-волновая двойственность природы света

    Ряд опытных фактов – фотоэффект, тормозное рентгеновское излучение, эффект Комптона и др. свидетельствует о справедливости квантовых (корпускулярных) представлений на природу света, в то же время большая группа явлений – интерференция, дифракция, поляризация и др. свидетельствует о волновой природе света. А какова же, на самом деле,  природа света? Свет это непрерывный ряд электромагнитных волн или жепоток дискретных фотонов беспорядочно испускаемых источником света? Приписывание свету двух взаимоисключающих свойств может создать впечатление о несовершенстве знаний о природе света. Однако важным достижением современной физики является понимание ошибочности противопоставления дискретных и непрерывно-волновых свойств. В проявлении этих свойств есть определенная закономерность. С уменьшением длины волны или увеличением частоты световой волны становятся более выраженными квантовые свойства света, для световых волн рентгеновского диапазона или гамма излучения становится труднее обнаруживать волновые свойства, а в длинноволновом диапазоне квантовые свойства проявляются весьма слабо. Именно поэтому большинство оптических явлений в области видимого света – интерференция, дифракция, поляризация и др. нашли, в первую очередь, свое объяснение в волновой оптике.

    Одновременное проявление корпускулярных и волновых свойств света ставит задачу об установлении взаимосвязи между квантовыми и волновыми свойствами света. Такая связь выявляется при статистическом подходе к распространению света. С одной стороны, фотон это частица в которой заключены импульс и энергия частиц.При взаимодействии с веществом, например, с дифракционной решеткой происходит перераспределение потокафотонов и освещенности Е дифракционной картины на экране, Чем больше освещенность дифракционной картины на данном участке экрана, больше число фотонов, попадающих в эту область, иначе,  тем больше вероятность попадания фотонов в эту область. С другой стороны, распределение освещенности в  дифракционной картине с волновой точки зрения связано с амплитудой световой волны: чем больше освещенность в данной области картинытем больше квадрат амплитуды волн в этой области Е~А². Вывод: квадрат амплитуды световой волны в какой-либообласти пространства является мерой вероятности попадания фотона в эту область пространства.

    Таким образом, корпускулярные и волновые свойства света не исключают, наоборот, взаимно дополняют друг друга. Корпускулярные свойства света – импульс и энергия – заключены в фотонах, а волновые – в распределении фотонов в пространстве.