빛이 횡파인 이유가 궁금해졌습니다.
빛은 파동성을 가질 때는 횡파잖아요. 근데 빛이 횡파인걸 어떻게 증명할 수 있을까요? 일단 제가 생각한 건 편광 필름을 이용하는 건데 이거 말고 다른 방법이 있을까요?
안녕하세요.
빛이 횡파(transverse wave)라는 사실은 그 특성과 빛의 전파 방식에서 기인하는데, 이를 입증하는 몇 가지 방법이 있습니다. 편광(polarization) 실험 외에도 다른 방법으로 빛의 횡파 성질을 증명할 수 있습니다.
1. 편광실험 : 이미 언급하신 바와 같이 편광 필름을 사용하는 실험은 빛이 횡파임을 보여주는 가장 직접적인 방법입니다. 편광 필름은 빛의 특정 편광 방향만을 통과시키고 다른 방향의 빛은 차단합니다. 이는 빛의 전기장이 특정 방향으로 진동한다는 사실을 입증하며, 이러한 성질은 종파(longitudinal wave)에서는 나타나지 않습니다.
2. 전자기 이론 : 맥스웰의 방정식(Maxwell`s equations)은 빛이 전자기파(electromagnetic wave)라는 사실을 설명하며, 이 방정식에 따르면 빛은 전기장(electric field)과 자기장(magnetic field)의 진동으로 구성되어 있습니다. 이 두 벡터 필드는 서로 수직이며, 전파 방향과도 수직입니다. 이는 빛이 횡파라는 강력한 증거입니다.
3. 더블 슬릿 실험 : 더블 슬릿 실험에서 빛은 두 개의 좁은 슬릿을 통과한 후 간섭무늬를 만들어 냅니다. 이 간섭 현상은 빛이 파동의 성질을 가지며, 횡적인 진동을 통해 에너지가 전파됨을 시사합니다.
4. 방사 및 흡수의 광학적 성질 : 물질이 빛을 흡수하거나 방출할때, 전자는 에너지 레벨 사이를 이동하면서 빛을 방출하거나 흡수합니다. 이 과정에서 전자의 전이는 특정 방향의 전기장에 의해 영향을 받으며, 이는 빛의 전기장이 방향성을 가진 횡파임을 나타냅니다.