빛의 이중성과 물질파에 관하여

소개글

빛의 이중성과 물질파에 관하여

목차

빛의 이중성
1. 광전효과
(1) 광전효과의 이해
(2) 광전자 방출에 관한 실험
2. 광량자설

빛의 이중성과 물질파에 관하여
1. 드 브로이의 물질파

본문내용

빛의 이중성
빛의 본성이 파동이다 입자다 하는 긴 논란은 1905년 끝이 났다. 아인슈타인은 빛을 입자로 보고 광전효과를 정확하게 설명할 수 있었고, 따라서 간섭이나 회절 현상을 일으키는 파동의 성격과 광전효과나 콤프톤 효과에서처럼 충돌을 일으키는 입자의 성격을 동시에 갖고 있는 것으로 타협이 이루어지게 된 것이다.
파동과 입자의 모형은 서로 상충되는 개념이 아니라 서로 상보적인 관계에 있는 개념이다. 빛의 행동을 완전히 묘사하기 위해서는 두 가지 모형이 모두 필요하다. 빛이 전파되는 현상은 파동 모형으로 설명하고, 빛의 흡수와 방출을 논할 때는 광량자라는 입자의 모형으로 설명한다.

1. 광전효과
1900년 플랑크는 복사 에너지가 띄엄띄엄 떨어진 에너지 값을 갖는 덩어리, 즉 광(양)자의 형식으로만 존재할 수 있다고 발표했다. 그로부터 5년 후인 1905년 아인슈타인이 상대성이론에 관한 그의 첫 논문을 발표한 해에 광전이론, 즉 금속표면에 파장이 짧은 빛을 조사하면 그 금속표면으로부터 전자(광전자)가 튀어나오는 현상을 설명하기 위해서는 공간을 자유롭게 날아다니는 광자의 존재가 필요하다는 이론을 발표했다.

(1) 광전효과의 이해
광전효과를 이해하기 위해서는 빛의 본성이 파동이라는 종래의 고정된 사고에서 벗어나 빛도 전자와 마찬가지로 일정한 에너지를 가지고 있으며, 셀 수 있는 입자라고 생각해야 한다. 그러나 이 입자는 진동수에 비례하는 에너지 입자라는 것이다. 따라서 금속내부에 존재하는 전자를 방출시키기 위해서는 에너지가 필요하며 이 에너지원이 빛이다. 그러나 빛의 진동수가 낮으면 전자를 방출시킬 수 없으며, 빛의 세기에 관계없이 전자가 방출되지 않는 것은 전자가 1개의 광자밖에 흡수하지 않기 때문이다. 따라서 진동수가 큰 빛의 입자는 금속내의 전자를 여기 시키는데 사용되고 나머지는 전자의 운동에너지로 나타난다.

참고 자료

없음