[일반화학시험자료] 빛의 입자설과 파동설

파동설의 부활 뉴턴의 권위 밑에 판정패되다시피 한 빛의 파동설은 19세기 접어들어 영(Young)이 행한 이중 슬릿을 사용한 간섭 실험에 의해 다시 부활되었다. 왜냐하면 간섭 현상은 파동만이 갖는 특유한 성질이기 때문이다. 파동의 간섭이란 두 파동의 배와 배, 또는 마루와 마루가 겹쳐지면 파동의 진폭이 서로 중첩되어 배의 높이나 마루의 깊이가 증가하는 보강 간섭과, 반대로 두 파동의 배와 마루가 중첩되면 파동의 진폭은 서로 상쇄되어 파동이 꺼지는 현상인 상쇄 간섭을 통틀어 뜻한다. 영(Young)은 이 간섭 실험을 이중 슬릿 장치를 사용하여 확인시켜 주었던 것이다(1801년 및 1807년). 이중 슬릿 실험이란 그림에서처럼 광원 S와 스크린 사이에 가느다란 슬릿 2개를 열어 놓은 판자를 세울 때 스크린 상에 빛이 어떤 모향으로 투사되는가를 관찰하는 실험이다. 그러면 스크린 상에는 이중 슬릿의 밝은 그림 대신 밝은 줄과 어두운 줄이 교대로 나타 나는 간섭 무늬가 나타난다. 이 간섭 무늬가 생기는 이유는 호이헨스의 원리에 의해 간단히 설명된다. 각각의 슬릿을 지난 빛은 파동적으로 방사상으로 스크린에 도착한다. 이때 광파의 배와 배 또는 마루와 마루가 중첩된 부분에서는 보강 간섭에 의해 파의 진폭이 증가되어 밝은 무늬로 나타난다. 한편 두 광파의 파동의 배와 마루가 겹쳐진 부분에서는 상쇄 간섭에 의해 파동이 소멸 되어 어두운 무늬가 생기게 된다. 이 두 현상이 스크린 상에서 교대로 나타나기 때문에 간섭 특유의 무늬가 생긴다. 빛의 정체가 만일 입자였다면 슬릿을 지난 빛은 그냥 직진해서 스크린에 도달할 것이기 때문에 스크린에는 두 줄의 가느다란 빛줄기가 비추어질 뿐 간섭 무늬는 나타나지는 않을 것이다. 즉 빛의 입자설로는 간섭 무늬를 설명할 수가 없다는 것이다.