영의 이중슬릿 예비

소개

2011 1학기 물리실험입니다.

목차

1. 실험목표
2. 실험이론
3. 실험기구 및 장치
4. 실험방법
5. 참고문헌

본문내용

빛이 파동인가 입자인가 하는 논란은 역사적으로 끊임없이 계속되어 왔다. 입자성이란 하나의 물질로서 다른 물질에 충돌하면 충돌된 물질을 움직이게 하는 운동에너지라는 것을 갖고 있다는 것이고, 파동성이란 빛의 에너지가 마치 물결처럼 일정한 굴곡을 형성하고 있어서 그 파장으로 인해서 여러 가지 색깔을 나타내고 있다는 것이다.

· 토마스 영의 이중 슬릿 실험

단일광원으로부터 나오는 빛을 서로 가까이 위치한 두개의 슬릿에 비추었다. 만약 빛이 아주작은 입자로 구성되어 있다면 슬릿 뒤에 위치한 스크린 상에는 두개의 밝은 라인이 보여야 할 것이다. 그러나 영은 여러개의 밝은 라인을 관찰하였고 이 결과를 파동의 간섭 현상으로 설명할 수 있었다. `빛의 회절` 때문에 파동은 두개의 작은 슬릿을 통과하여 슬릿의 모서리로 부터 퍼져나간다. 이것은 두개의 돌을 연못에 던질때 일어나는 물결의 간섭무늬와 같다. 즉 토마스 영은 빛의 파동성을 보여주는 간섭효과를 발견하여 빛의 파동설을 세웠다.

· 맥스웰의 전자기파설

맥스웰은 1864년의 <전자기장의 동역학적 이론>으로 유명한 맥스웰의 기본방정식을 이끌어냈고 1873년 이 연구를 집대성한 <전기자기론(電氣磁氣論)>을 저술하여 `전자기파`가 존재하며 그 전파 속도는 빛의 속도와 같다는 것을 보였다. 즉 맥스웰 방정식은 전기와 자기를 측정 가능한 단일한 힘으로 합친 것으로, 빛과 전자기파는 본질적으로 같은 것이라고 주장하였다.

· 아인슈타인의 광전효과

아인슈타인은 광전효과(금속 표면에 자외선이나 가시광선을 쬐면 거기서 전자가 튀어나오는 현상) 실험은 빛이 파동이라는 것만으로는 설명할 수 없으며, 플랑크의 가설을 받아들여 `빛의 입자` 때문이라고 믿었다. 즉, 아인슈타인은 빛이 입자이면서 동시에 파동이라는 `광양자 가설`을 발표했다.

· 콤프턴 X선 산란 실험

미국의 콤프턴은 `X선을 금속에 쬐면, X선의 일부는 금속을 투과하지만, 나머지 일부는 전자에 작용하여 전자를 튀어나오게 하고 X선 자신은 더 긴 파장의 X선으로 되어 산란된다` 것을 실험을 통해 알아냈으며, 빛의 양자론을 근거로 하여 그 사실을 설명하고 `광자(photon)`라는 용어를 제안했다.

참고자료

· 없음