빛의 이중슬릿 실험 간단하게 해본 후기

빛

모든 물질은 원자로 이루어져 있다. 그리고 원자는 원자핵과 그 주위를 돌고 있는 전자로 이루어져 있다. 이 전자는 양자 도약이라는 현상을 한다 양자 도약이란 말 그대로 전자가 도약을 한다는 것인데 실제로 전자가 연속적으로 움직이는 게 아니라 순간 이동한 다는 것이다. 이때 전자는 전자기파를 방출하거나 흡수한다. 이 전자기파를 "빛"이라 부른다.  이 빛은 파장에 따라 자외선 적외선 가시광선 등등 여러 이름으로 불리게 되는데 이중 슬릿 실험에서 실험하는 빛은 당연히 가시광선이다. 왜냐면 가시광선만 사람 눈에 보이기 때문이다. 이 빛이 물체에 도달한 후 다시 튕겨 나와 우리 눈에 도달하면 우리는 그 물체를 볼 수가 있는 것이다. 그리고 그에 따른 파장에 따라 사과는 빨간색으로 보이는 것이고 나무는 갈색으로 보이는 것이다. 

 

형광등 빛

 

빛의 이중 슬릿 실험 

빛은 전자기파라고 한다. 따라서 파동이다. 그 근거가 바로 이중슬릿 실험이다. 이 이중슬릿 실험은 토머스 영이라는 영국 물리학자가 실험을 통해 빛의 파동성을 발견한 사람이다. 파동은 두 개의 슬릿을 만나면 나눠지고 그리고 서로 간섭하여 퍼진다. 그리하여 빛도 파동성을 지니므로 퍼질 것이다. 실제로 해봤더니 퍼졌다. 

 

빛이 퍼졋다

준비물 및 실험방법

 

굉장히 간단하고 돈도 별로 들지 않는다. 저 사진 준비물이다. 참고로 전부다 다이소에서 구매하였고 만원도 안 들었다. 저 필름(?)은 사진액자 구매하면 거기 안에 있다. 

-검은색 락카 

-레이저 포인터 

-테이프 

-클립

-커터칼 

정도가 되겠다. 

 

 

 

이중슬릿

저렇게 이중 슬릿을 커터칼로 만든 다음 저 이중 슬릿에 딱 맞게 레이저 포인트를 쏴주고 불을 끄면 빛의 파동성을 관찰할 수 있을 것이다. 

 

빛의 이중성

앞서 빛의 파동성을 확인하였다. 하나 빛은 입자성도 가지고 있다. 알버트 아인슈타인의 광전효과 논문이 나오면서 

빛은 파동성뿐만이 아니라 입자성도 있다는 걸 증명하게 되었다. 빛의 입자성 때문에 임의의 금속에 빛을 가했을 때 금속으로부터 전자가 방출되는 현상. 금속 등의 물질은 고유의 파장을 가지고 있어, 그 파장보다 짧은 파장을 갖는 빛이 가해졌을 때 전자를 내보내게 된다. 이때 방출되는 전자를 광전자(photoelectron)라고 한다. 아인슈타인은 1905년 광전효과 실험을 통해 빛이 각각의 진동수에 비례하는 에너지를 갖는 알갱이(입자) 형태의 광자(photon)로 이루어져 있음을 증명하였다

 

실제로 6년 전 스위스 로잔연방공과대학교 EPEL 연구팀이 빛의 이중성을 촬영하는 데 성공하였다. 

 

빛의 이중성을 보여주는 사진

후기

책에서만 보는 것보다 실제로 해보니 확실이 와 닿았다. 100권에 책 보다 더 의미 있는 건 한 번의 관측일 테고 이 부분은 필자뿐만 아니라 여러 사람들도 동의를 할 것이다. 눈으로 한번 보는 게 확실히 믿을 수 있을 것이다. 다만 이 우주는 눈의 보이지 않는 게 95% 정도라고 하고 그것들을 암흑물질 암흑에너지라 말하고 있다.