과학자들은 빛이 작은 입자의 샤워인지 또는 일련의 파도인지 여부에 대해 200 년 동안 주장했다. 그런 다음 토론이 해결되는 것처럼 아인슈타인은 뉴턴의 머리가 회전 할 대답을 받았습니다.
우리는 파도와 빛의 특성을 탐색하기로 결정했습니다.
파도가 장애물을 만나면 어떻게됩니까?
파도가 장애물을 만날 때, 그들은 주위를 구부립니다.
조명이 장애물 주위에 구부러지면 장애물이 퍼지 그림자를 시전 할 것으로 예상합니다. 그러나 그림자 인형극을 연주 한 사람은 그림자가 상당히 날카로운 가장자리를 가질 수 있다는 것을 알고 있습니다.
이로 인해 16 세기 과학자 Isaac Newton은 직선 경로로 움직이는 수백만 개의 작은 입자로 빛을 만들어야한다고 믿었습니다.
회절
파도가 작은 개구부를 통과하면 어떻게됩니까?
마치 개구부가 파도의 원인 인 것처럼 파도가 지나갈 때 퍼져 나갔습니다.
17 세기 과학자 Christian Huygens는 빛도 개막을 통해 확산된다고 지적했다. 당신이 그것에 작은 구멍이있는 벽 뒤에 램프를 넣으려면 구멍을 통해 빛이 구멍 모양으로 유지되지 않을 것입니다.
.Huygens는 빛이 회절하기 때문에 파도로 만들어져야한다고 말했다. 그는 그의 이론을 뒷받침하는 다른 두 가지 빛의 특성을 지적했다.
굴절
물 한 잔에 넣은 연필은 물 표면에서 구부러진 것처럼 보입니다. 이것은 빛이 공기를 통한 것보다 물을 통해 더 천천히 이동하기 때문입니다.
Huygens는 밝은 파도가 다른 재료를 통해 다른 속도로 이동하면 속도의 변화로 인해 파도가 구부러 질 것이라고 말했다. 우리는이 명백한 굽힘 굴절 이라고 부릅니다 .
우리는 굴절을 보여주기 위해 멋진 트릭을 수행했습니다. {아래 비디오 1 분} 비디오에서 카메라가 데모 전체에 걸쳐 여전히 유지되었다는 사실을 분명히했을 것입니다!
간섭
두 세트의 파도가 서로 교차하면 흥미로운 방식으로 상호 작용합니다. 어떤 곳에서는 서로를 취소하고 다른 곳에서는 서로를 더하고 더 강한 파도를 만듭니다. 이 현상을 간섭 이라고합니다 .
우리는 파도 탱크에 두 세트의 파도를 만들었습니다. (우리는 더 큰 탱크에서 더 큰 간섭 패턴을 관찰했을 것입니다.)
1801 년 Thomas Young은 빛이 간섭 패턴을 생성한다는 것을 증명했습니다.
두 연필 사이의 빛의 원천을 보면 빛의 간섭 패턴을 관찰 할 수 있습니다.
연필이 거의 만지면 밝고 어두운 선의 수직 패턴을 볼 수 있습니다. 어두운 선은 가벼운 파도가 서로를 취소하는 곳입니다.
Thomas Young은 가벼운 파의 크기를 계산 한 최초의 사람이었습니다. 그의 측정에 따르면 빛 회절이 왜 그렇게 어려운지 설명했습니다. 가벼운 파도가 너무 작아서 가장 작은 장애물 주위에서만 구부릴 수 있습니다.
파도와 입자 모두로 빛나?
1800 년대 과학자들은 빛이 파도로 만들어 졌다고 확신했습니다. 그러나 1900 년에 입자 이론이 다시 나타났습니다!
Albert Einstein과 Max Planck는 빛이 때때로 파도처럼 행동하지만 때로는 입자처럼 행동한다는 것을 보여주었습니다. 그들의 발견은 Quantum Physics로 알려진 과학 분야로 이어졌습니다.
자원
우리는 큰 소리로 파도를 읽고 있습니다 :빛, 전기 및 자기의 원리, 내가 강력히 추천하는 훌륭한 살아있는 책입니다. 우리는이 책에서 대부분의 실험을 받았습니다.
우리는 아저씨 Albert Books에서 지난 학기에 아인슈타인과 플랑크의 매혹적인 발견에 대해 읽었습니다.
Veritasium은 파도 간섭에 대한 훌륭한 데모를 가지고 있으며, 그 빛이 파도라는 '증명 된'(잠시 동안) :
의 원래 이중 슬릿 실험을 재현합니다.
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여기에 감사하게 연결하고 있습니다 :
Science Sunday 모든 것은 아름다운 모든 것
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