글로벌 세계 대백과사전/수학·물리·화학·실험/물리/빛과 파동/빛의 파동의 성질
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빛의 파동의 성질
[편집]빛은 일반적인 파동의 성질을 가지고 있다. 빛이 파동의 일종이라는 것을 오랫동안 알지 못했던 것은 빛의 진동수나 속도가 일반적인 파동에 비해서 매우 크고, 또 파동 자체를 직접 관측할 수 없었기 때문이다. 따라서 파동에 의한 간섭이나 회절의 현상으로 추측할 수밖에 없었다. 게다가, 이들 현상이 작았으므로 관측하기 어려웠던 것도 그 원인이 되었다. 또, 빛의 파동이 일반적인 파동과 조금 달랐던 점도 한 원인이었다.
빛의 파동의 특이성
[편집]앞에서 말한 바와 같이 식으로 간섭도 맥놀이도 간단하게 나타낼 수가 있지만, 실제로는 몇 가지의 조건이 필요하다. 즉, (1) 파동이 무한원에서 무한원으로 계속되어 있다. (2) 진폭수가 일정하다. (3) 위상이 일정하다 등이다. 이와 같은 파동, 예를 들면 라디오의 전파에서는 진동수·위상이 매우 안정되어 있으므로 방송국에서 나오는 파동과 각 가정의 수신기 속에서 발진하는 전기 진동을 중첩시켜서 그 맥놀이의 신호를 끌어낼 수가 있다. 이것은 중간 주파로서 사용되고 있다. 그러나 빛의 경우, 광원에서 나오는 빛은 가령 단색광일지라도 자세히 보면 진동수는 조금씩 다르고 위상도 다른 빛의 모임이다. 또, 파동도 무한으로 계속되는 것이 아니라 짧은 것의 집합이다. 게다가 빛의 경우에는 파동 그 자체를 볼 수 있기 때문에 빛의 강도를 관측하는 것이 된다. 즉, 빛의 강도는 파동을 어느 정도 평균화한 것이라고 할 수 있다. 빛이 이와 같은 성질을 가지고 있으므로, 두 광원으로부터 같은 파장의 빛을 겹치더라도 간섭은 일어나지 않는다. 이 때문에 빛의 간섭 실험을 하기 위해 특별히 고려해야 할 점이 있다.한편, 최근 레이저의 발달로 파동이 오랫동안 지속되는, 진동수나 위상이 안정된 빛을 얻을 수 있게 되었다. 이 때문에 간섭의 실험도 쉽게 되고, 널리 그 이용 방법이 개발되고 있다. 게다가 빛의 맥놀이와 같은 현상도 성공하고 있어서 진동 수가 2배가 되는 빛을 만들 수 있게 되었다.