Is light a particle or a wave? - Colm Kelleher

Translator: Andrea McDonough Reviewer: Bedirhan Cinar

Translator: Tun Lin Aung + 1 Reviewer: sann tint

You look down and see a yellow pencil lying on your desk.

သင်ဟာ ငုံ့ကြည့်လို့ စားရေးခုံ ပေါ်က အဝါရောင်ခဲတံကို မြင်တွေ့လျင်

Your eyes, and then your brain, are collecting

သင့်မျက်လုံးတွေနဲ့ သင့်ဦးနှောက်ဟာ ခဲတံအကြောင်း

all sorts of information about the pencil:

အချက်အလက်အမျိုးမျိုးကို စုဆောင်းနေမယ်

its size,

color,

၎င်း၏အရွယ်

အရောင်

shape,

distance,

ပုံစံ

အကွာ ဝေး

and more.

စသဖြင့်ပါ။

But, how exactly does this happen?

ဒါပေမဲ့ ဒါက ဘယ်လောက် တိတိကျကျ ဖြစ်နေလဲ။

The ancient Greeks were the first

ရှေး ဂရိလူမျိုးတွေဟာ အလင်းရောင်ဆိုတာ ဘာ၊

to think more or less scientifically

အမြင်က ဘယ်ပုံ လုပ်ဆောင်တာကို

about what light is and how vision works.

သိပ္ပံနည်း မကျတကျ စဉ်းစားဖို့ ပထမဆုံးဖြစ်ခဲ့ကြတယ်။

Some Greek philosophers,

Plato နဲ့

including Plato and Pythagoras,

Pythagoras အပါအအဝင် ဂရိ ဒဿနပညာရှင်တချို့

thought that light originated in our eyes

ထင်ခဲ့တာက အလင်းသည်၊ မျက်လုံးမှစတင်ပြီး

and that vision happened when little, invisible probes

အဝေးမှ အရာတွေရဲ့အချက်အလက်ကို စုဆောင်းရန် သေးမှုန်ပြီး

were sent to gather information about far-away objects.

မမြင်နိုင်တဲ့ အရာတွေကို ပို့ချိန်မှာ အမြင်ဖြစ်ပေါ်တယ်လို့ပါ။

It took over a thousand years

ဂရိ အလင်းသဘောတရားဟောင်းဟာ

before the Arab scientist, Alhazen,

အမှန်မဖြစ်နိုင်လို့ တွက်ချက်ခဲ့တဲ့ အာရပ်

figured out that the old, Greek theory of light couldn't be right.

သိပ္ပံကျော် Alhazen မပေါ်ခင်၊ ဒါက နှစ် ၁ထောင်ကျော် တည်တံ့ခဲ့တယ်။

In Alhazen's picture, your eyes don't send out

Alhazen ပုံဖော်ချက်အရ၊ သင့် မျက်လုံးတွေဟာ

invisible, intelligence-gathering probes,

မမြင်ရတဲ့ အမြင်အာရုံခံတွေကို

they simply collect the light that falls into them.

မပို့လွှတ်ဘဲ သူတို့ပေါ်ကျရောက်တဲ့ အလင်းကိုသာ သူတို့ စုဆောင်းကြတယ်။

Alhazen's theory accounts for a fact

Alhazenရဲ့ သီအိုရီက

that the Greek's couldn't easily explain:

ဂရိတို့ အလွယ်တကူ ရှင်းမပြနိုင်ခဲ့တဲ့

why it gets dark sometimes.

အမှောင်ကျခြင်း အကြောင်းကို ဖြေရှင်းပြတယ်။

The idea is that very few objects actually emit their own light.

အရာ၀တ္ထုအနည်းငယ်သာ ကိုယ်ပိုင်အလင်း အမှန်တကယ် ထုတ်လွှတ်တဲ့တယ်ဆိုတဲ့ စိတ်ကူးပါ။

The special, light-emitting objects,

ထူးခြားတဲ့ အလင်းထုတ်လွှတ်တဲ့ ဝတ္ထုတွေ

like the sun

နေ သို့မဟုတ်

or a lightbulb,

are known as sources of light.

မီးသီး လို

အရာတွေဟာ အလင်းပင်ရင်းတွေ အဖြစ်သိရပါတယ်။

Most of the things we see,

ကျွန်ုပ်တို့ မြင်တွေ့ရတဲ့

like that pencil on your desk,

စာရေးခုံပေါ်က ခဲတံလို အရာအများစုဟာ

are simply reflecting light from a source

သူတို့ရဲ့ကိုယ်ပိုင် အလင်း ထုတ်လုပ်ခြင်းမဟုတ်ဘဲ

rather than producing their own.

အရင်းအမြစ်တစ်ခုမှ အလင်း ပြန်ခြင်းပါ။

So, when you look at your pencil,

ဒါ့ကြောင့် သင့် ခဲတံကိုကြည့်တဲ့အခါ

the light that hits your eye actually originated at the sun

သင့် မျက်လုံးကို ထိမှန်တဲ့ အလင်းဟာ တကယ်က နေမှ အစပြုခဲ့ပြီး၊

and has traveled millions of miles across empty space

သင့်မျက်လုံးထဲ မဝင်မီ မိုင်ပေါင်း သန်းချီတဲ့ ဗလာနယ်

before bouncing off the pencil and into your eye,

ဟင်းလင်းပြင်ကို ခရီးနှင်ခဲ့ပြီး ခဲတံမှ ပြန်ကန်လာတာတယ်

which is pretty cool when you think about it.

သင် ဒါကိုတွေးကြည့်၊ ဒါ သိပ်ဆန်းတယ်။ သို့သော်...

But, what exactly is the stuff that is emitted from the sun

နေမှ ထုတ်လွှတ်တဲ့ အရာက အတိအကျဆို ဘာပါလဲ... ပြီးတော့

and how do we see it?

ဒါကို တို့ ဘယ်လိုလုပ် မြင်ရလဲ။

Is it a particle, like atoms,

ဒီအရာက အက်တမ်လို အမှုန်လော သို့မဟုတ်

or is it a wave, like ripples on the surface of a pond?

ရေကန် မျက်နှာပြင်ပေါ်က အတွန့်၊ အလိပ်တွေလို... လှိုင်း လော။

Scientists in the modern era would spend a couple of hundred years

ခေတ်သစ် သိပ္ပံပညာရှင်များဟာ ဒီအမေးကို အဖြေဖော်ထုတ်ရင်း

figuring out the answer to this question.

ရာစုနှစ် ၂ခု အချိန်ကုန်လွန်ခဲ့ကြတယ်။

Isaac Newton was one of the earliest.

နယူတန်ဟာ အစောဆုံးထဲက တစ်ဦးဖြစ်ခဲ့တယ်။

Newton believed that light is made up

နယူတန် ယုံကြည်တာက အလင်းကို အက်တမ်လို

of tiny, atom-like particles, which he called corpuscles.

သေးမှုန်လွန်းတဲ့ အရာတွေနဲ့ ပြုလုပ်မယ် ဒါကို သူက corpuscles လို့ ဆိုတယ်။

Using this assumption, he was able to explain some properties of light.

ဒီ အယူအဆ သုံးပြီး၊ သူဟာ အလင်းရဲ့ ဂုဏ်သတ္တိအချို့ကို ရှင်းပြနိုင်ခဲ့ပါတယ်။

For example, refraction,

ဥပမာ အလင်းယိုင်ခြင်းဟာ

which is how a beam of light appears to bend

အလင်းတန်းစု တစ်ခု လေမှ ရေသို့ ဖြတ်တဲ့အခါ

as it passes from air into water.

အလင်း ကိုင်းညွှတ်ဟန် ထင်ရပါတယ်။

But, in science, even geniuses sometimes get things wrong.

သို့သော် သိပ္ပံလောကမှာ၊ ပညာရှင်များပင် တခါတရံ အမှားတွေဖြစ်တတ်ပါတယ်။

In the 19th century, long after Newton died,

နယူတန် ကွယ်လွန်ပြီး အတန်ကြာချိန် ၁၉ ရာစုမှာ

scientists did a series of experiments

သိပ္ပံပညာရှင်းတွေက အလင်းဟာ အက်တမ်လို အမှုန်

that clearly showed that light can't be made up

အသေးစားနဲ့ မပြုလုပ်နိုင်ကြောင်း ရှင်းလင်းစွာ ဖော်ပြတဲ့

of tiny, atom-like particles.

စမ်းသပ်ချက်တွေ တသီကြီး ပြုလုပ်ခဲ့တယ်။

For one thing, two beams of light that cross paths

တစ်ချက်က၊ ဖြတ်သန်းတဲ့ အလင်းစု နှစ်ခုဟာ

don't interact with each other at all.

တစ်ခုကိုတစ်ခု သက်ရောက်မှု လုံး၀မရှိပါ။ အကယ်၍....

If light were made of tiny, solid balls,

အလင်းဟာ အလွန်သေးငယ်တဲ့ အခဲလုံးလေးတွေနဲ့ လုပ်ရင်

then you would expect that some of the particles from Beam A

ထို့နောက်.. သင် မျှော်လင့်နိုင်တာ အလင်းစု A မှ

would crash into some of the particles from Beam B.

အမှုန်တချို့ဟာ အလင်းစု B က အမှုန်တချို့ကို ကြိတ်ချေမယ်

If that happened, the two particles involved in the collision

ဒီလိုဖြစ်ခဲ့ကြရင်၊ တိုက်မိကြတဲ့ အမှုန်တွေ

would bounce off in random directions.

ရောက်ရာပေါက်ရာ အရပ်တွေကို ကန်ထွက်ကြ လိမ့်မယ်။

But, that doesn't happen.

ဒါပေမဲ့၊ ဒါမျိုး မဖြစ်ဘူး။

The beams of light pass right through each other

လေဆာညွှန်တံနှစ်ခု၊ မြေဖြူမှုန့်တချို့နဲ့

as you can check for yourself

သင်ကိုယ်တိုင် စစ်တဲ့အခါလည်း

with two laser pointers and some chalk dust.

အလင်းစုတွေ တစ်ခုကိုတစ်ခု တည့်တည့်ဖြတ်သန်းပါတယ်။

For another thing, light makes interference patterns.

အခြားတစ်ခုက၊ အလင်းဟာ ရောယှက်ပုံစံတွေ ပြုလုပ်ပါတယ်။

Interference patterns are the complicated undulations that happen

ရောယှက်ပုံစံတွေဟာ တနေရာတည်းကို လှိုင်းပုံစံနှစ်ခု နေရာယူတဲ့အခါ

when two wave patterns occupy the same space.

ဖြစ်ပွားတဲ့ ရှုပ်ထွေးတဲ့ ဂယက်တွေပါ။

They can be seen when two objects

ငြိမ်နေတဲ့ ကန်မျက်နှာပြင်ကို

disturb the surface of a still pond,

အရာနှစ်ခု ပစ်ချတဲ့အခါ ဒါကို မြင်နိုင်ပြီး

and also when two point-like sources of light

အမှတ်စက်လို အလင်းရင်းမြစ် နှစ်ခုကို တစ်ခုအနား

are placed near each other.

တစ်ခုထားတဲ့ အခါလည်း တွေ့ရပါတယ်။

Only waves make interference patterns,

လှိုင်းတွေသာ ရောယှက်ပုံစံတွေ ပြုပြီး

particles don't.

အမှုန်က မလုပ်ပါ။

And, as a bonus, understanding that light acts like a wave

ပြီးတော့ အပိုဆုအနေနဲ့၊ အလင်းဟာ လှိုင်းလိုပြုမူသည်ကို နားလည်ခြင်းက

leads naturally to an explanation of what color is

အရောင်က ဘာဆိုတာနဲ့ ဒီခဲတံ ဝါတဲ့ အကြောင်း ရှင်းလင်းချက်ဟာ

and why that pencil looks yellow.

သဘာ၀ကျကျ ဖြစ်သွားပါတယ်။

So, it's settled then, light is a wave, right?

ထို့ကြောင့် အလင်းဟာ လှိုင်းဖြစ်တာ သဘောတူပါပြီ၊.... ဒါ အမှန်လား။

Not so fast!

သိပ်မလောနဲ့ဦး

In the 20th century, scientists did experiments

၂၀ရာစုမှာ သိပ္ပံပညာရှင်တွေက အလင်းဟာ အမှုန်လို

that appear to show light acting like a particle.

ပြုမှုပုံကို ဖော်ပြတဲ့ စမ်းသပ်ချက်တွေ ပြုလုပ်ခဲ့ပါတယ်။

For instance, when you shine light on a metal,

ဥပမာ၊ သင်က သတ္ထုတစ်ခုပေါ်ကို အလင်းထိုးပေးတဲ့အခါ

the light transfers its energy to the atoms in the metal

အလင်းက ၎င်းရဲ့ စွမ်းအင်ကို quanta ဟုခေါ်သော စွမ်းအင်အထုပ်ငယ်များဖြင့်

in discrete packets called quanta.

သတ္ထုရှိ အက်တမ်များထံ လွှဲပြောင်းပေးပါတယ်။

But, we can't just forget about properties like interference, either.

သို့သော် လှိုင်းထပ်ခြင်းလို ဂုဏ်သတ္တိများကိုလည်း မေ့ပစ်မရချေ။

So these quanta of light aren't at all like

ထို့ကြောင့် ဒီအလင်းကွမ်တာတွေဟာ နယူတန်စိတ်ကူးတဲ့

the tiny, hard spheres Newton imagined.

အလွန်သေးငယ် မာကျောတဲ့ အလုံးလေးတွေလိုမျိုး လုံး၀မဟုတ်ပါ။

This result, that light sometimes behaves like a particle

အလင်းဟာ ရံဖန်ရံခါ အမှုန်လိုပြုမှုပြီး

and sometimes behaves like a wave,

ရံဖန်ရံဖန်ခါ လှိုင်းလိုပြုမှုတဲ့ ဒီရလဒ်ဟာ

led to a revolutionary new physics theory called

quantum mechanics ခေါ်တဲ့ တော်လှန်သော ရူပဗေဒ

quantum mechanics.

သဘောတရားအသစ် ဖြစ်ပေါ်စေတယ်

So, after all that, let's go back to the question,

ဒါတွေပြီးပြီ၊ တို့တွေ မေးခွန်းဆီ ပြန်သွားလိုက် ကြစို့။

"What is light?"

အလင်းဟာ ဘာလဲ။

Well, light isn't really like anything

ကောင်းပြီ၊ အလင်းဟာ နေ့စဉ်ဘ၀ထဲမှာ

we're used to dealing with in our everyday lives.

တကယ် ဆက်နွယ်ပြလို့ရတာ ဘာမှ မရှိပါဘူး

Sometimes it behaves like a particle

အလင်းဟာ တခါတရံ အမှုန်လို ပြုမှုပြီး

and other times it behaves like a wave,

တခြားအချိန်မှာ လှိုင်းလို ပြုမှုပေမဲ့

but it isn't exactly like either.

တစ်ခုနဲ့မှလည်း အံကိုက်မဖြစ်ပါ။