빛의 회절과 간섭

1. 빛의 위상

빛이 서로 다른 굴절률을 가진 매질을 통과할 때 두 전자기파 사이의 위상차가 달라진다. 이때 나타나는 위상차는 간섭의 주요 원인이 된다. 파동이 굴절률이 다른 두 매질을 통과할 때 매질을 통과하는 파동의 파장이 다르므로 두 파동의 위상은 일치하지 않는다. 빛의 길이가 이며 굴절률이 인 매질과 굴절률이 인 매질을 통과한다고 가정하자. 그리고 매질 1을 통과할 때 전자기파의 파동 개수를 , 매질 2를 통과할 때 전자기파의 파동 개수를 라고 하면, 매질 1과 매질 2에서의 파장은 아래와 같이 나타낼 수 있다.
우리는 두 파동의 개수차를 비교하여 빛들의 간섭 여부를 파악할 수 있다. 먼저 식과 식을 연립하여 과 에 관한 식으로 나타내자.

그리고 을 가정하자. 두 파동의 개수차는 아래와 같이 나타낼 수 있다.


우리는 식에서 의 값이 정숫값을 가지면 두 빛의 위상이 일치하며, 소수값을 가지면 두 빛의 위상이 일치하지 않아 각각의 경우에 보강간섭과 상쇄간섭이 일어남을 알 수 있다.
2. 빛의 회절

그림 1. 빛의 회절
회절(diffraction)이란 파동이 좁든 틈을 통과할 때 퍼지는 현상을 말한다. 우리는 물결파나 음파 …