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전자기파인 빛이 나아가다가 좁은 틈이나 장애물을 만날 때 뒤쪽으로 휘어 퍼지는 회절과 여러 파동이 겹쳐 무늬가 나타나는 간섭의 물리적 원리는 무엇인가요?
전자기파인 빛이 나아가다가 좁은 틈이나 장애물을 만날 때 뒤쪽으로 휘어 퍼지는 회절과 여러 파동이 겹쳐 무늬가 나타나는 간섭의 물리적 원리는 무엇인가요?
6개의 답변이 있어요!
안녕하세요. 박재화 전문가입니다.
빛의 회절과 간섭은 빛의 파동의 성질을 가지고 있기 때문에 나타나는 주요 현상입니다.
회절은 빛이 좁은 틈이나 장애물의 가장자리를 지나면 직선으로 나아가지 않고 주변으로 퍼지는 성질이 있는데, 이걸 회절이라고 부릅니다. 특히 틈의 크기가 빛의 파장과 비슷할수록 이런 퍼짐이 더 잘 나타나게 됩니다.
이렇게 퍼진 빛이나 여러 방향에서 온 빛이 서로 만나면 파동끼리 겹치면서 어떤 곳을 더 밝아지고 어떤 곳은 더 어두워지게 됩니다. 봉우리와 봉우리가 만나면 강해지고, 봉우리와 골이 만나면 서로 약해지는 식인데, 이런 현상을 간섭이라고 하죠.
결국 회절은 빛이 퍼지는 모습이고 간섭은 퍼진 빛들이 서로 겹치는 모습이라고 생각하면 두 현상의 관계가 훨씬 쉽게 이해될 수 있습니다.
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채택된 답변안녕하세요.
빛의 회절은 빛이 좁은 틈이나 장애물을 지날 때 파동의 성질 때문에 진행 방향 주변으로 퍼져 나가는 현상이에요.
간섭은 두 개 이상의 빛이 겹칠 때 파동의 위상이 같으면 밝아지고, 반대이면 어두워지는 현상이죠. 두 현상 모두 빛의 파동성으로 설명할 수 있고, 회절로 퍼진 빛들이 서로 간섭해 밝고 어두운 무늬를 만들기도 해요. 특히 틈의 크기가 빛의 파장과 비슷할수록 회절 효과가 두드러지게 나타나요.
감사합니다.
안녕하세요. 강세훈 전문가입니다.
회절은 하위헌스 원리로 빛이 퍼지는 현상입니다.
간섭은 퍼진 파동들이 겹쳐 보강,상쇄되며 무늬를 만드는 현상이랍니다.
안녕하세요. 이수민 전문가입니다.
파동이 나아갈 때는 파면 위의 모든 점이 각각 새로운 작은 파원이 되어 사방으로 둥근 파동을 내보내고, 이 작은 파동들이 합쳐져 다음 파면을 만들어요. 이를 하위헌스 원리라고 해요. 넓게 트인 공간에서는 옆으로 퍼지는 성분들이 서로 상쇄돼 빛이 곧게 나아가요. 그런데 좁은 틈을 지나면 틈 안쪽의 점들만 살아남아 둥근 파동을 내보내니, 빛이 틈 뒤쪽 그림자 영역까지 퍼져 들어가요. 이게 회절이에요.
회절은 틈의 폭이 파장과 비슷할 때 가장 크게 일어나요. 가시광선 파장은 0.4~0.7마이크로미터 정도라 머리카락보다 훨씬 가는 틈이어야 눈에 띄고, 파장이 수십 센티미터에서 수 미터인 소리는 문틈이나 벽 모서리를 쉽게 돌아 들려요.
간섭은 파동이 겹칠 때 진폭이 그대로 더해지면서 생겨요. 두 빛의 마루와 마루가 만나면 더 밝아지고, 마루와 골이 만나면 서로 지워져 어두워져요. 두 틈을 지난 빛이 스크린의 한 지점까지 간 거리 차가 파장의 정수배면 밝은 줄, 반 파장만큼 어긋나면 어두운 줄이 생겨 줄무늬가 번갈아 나타나요. CD 뒷면이나 비눗방울에 도는 무지갯빛도 색마다 파장이 달라 밝아지는 위치가 조금씩 어긋나면서 생겨요 :)
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.
빛의 회절과 간섭은 파동이 지닌 고유한 성질에서 비롯되며ㅈ근본적으로 모든 파면의 점이 새로운 2차 구면파의 파원이 된다는 하위겐스 원리와 공간에서 만난 파동들의 변위가 합쳐지는 중첩의 원리에 의해 설명됩니다. 빛이 좁은 틈이나 장애물을 통과할 때 각 지점에서 발생한 2차 파동들이 장애물 뒤쪽의 기하학적 그늘 영역까지 퍼져 나가 휘어지는 현상이 회절이며 이렇게 퍼진 파동들이 서로 만날 때 경로 차이에 따른 위상에 따라 진폭이 더해지는 보강 간섭과 상쇄되는 상쇄 간섭을 일으켜 밝고 어두운 무늬를 형성합니다. 결국 회절 역시 좁은 틈을 지난 수많은 미세 파원들이 서로 간섭을 일으켜 나타나는 결과이므로 두 현상은 본질적으로 동일한 파동 전파의 물리적 원리에 기인합니다
안녕하세요. 최정훈 전문가입니다.
빛이 좁은 틈을 지나가 갈 때 휘어져서 퍼지는 회절은 파동이 가진 고유한 성질 때문입니다. 파면의 모든 점이 새로운 파원이 돼서 사방으로 빛을 퍼뜨리기 때문이죠. 그래서 장애물 뒤쪽에 그늘진 곳까지도 빛이 살짝 휘어져서 들어갈 수가 있는 겁니다.
그리고 여러 파동이 겹치면서 밝고 어두운 무늬를 만드는 간섭은 파동의 중첩 현상으로 일어나게 되죠. 왜냐하면은 파동의 마루와 마루가 만나면서 밝아지고 마루와 골이 만나면서 서로 상쇄되기 때문입니다. 그래서 결론적으로 이런 보강이랑 상쇄가 번갈아 가면서 화면에 뚜렷한 간섭 무늬를 그리게 되는 겁니다.