젊은 실험
(이중 균열 실험)
오랫동안 과학자들은 빛의 진정한 본질에 대해 궁금해해 왔으며, 오랜 시간 동안 빛은 역사를 통틀어 몇 가지 다른 해석을 해왔지만 누구도 합의에 도달하지 못했습니다. 일부 과학자들은 빛이 작은 입자로 구성되어 있다고 믿었고, 다른 과학자들은 빛이 파 동이라고 믿었으며, 사실 일부 많은 광학 현상에서 빛을 입자 또는 파동으로 취급하는 것이 일부 현상을 설명하는 데 도움이 되었습니다. 아래 비디오는 몇 년 동안 빛의 본질에 대한 해석을 설명할 것입니다.
비디오에서 보았듯이 빛은 한 방향으로만 행동하는 것이 아니라 입자 또는 파동이라는 두 가지 형태로 행동합니다. 그러나 동일한 물리적 현상이 어떻게 두 가지 다른 본성을 나타낼 수 있습니까? 1801년 즈음에 Thomas Young(1773-1829)이 수행한 훌륭한 실험이 문제를 Huygens에게 유리하게 해결했습니다.
실험은 하나의 슬릿이 있는 판을 통해 먼저 광선을 쏘는 것으로 구성되었으며 이 슬릿 이후에 화면에서 관찰되는 것은 이미 예측 가능했습니다. 그래서 빔이 형성됩니다. 그러나 이 실험에 슬릿을 하나 더 추가했을 때 결과는 끔찍했습니다! 더 잘 이해하려면 아래의 다음 3개의 비디오를 보십시오.
간단히 말해서... 수년 전에는 빛과 전자와 같은 아원자 입자가 소립체라고 믿어졌습니다! 입자는 어떻게 파동처럼 행동할 수 있습니까? 둘 다의 정의로도 알 수 있습니다. 입자란 무엇입니까? 물리학 분야에서 입자라는 용어는 매우 작은 요소를 지정하는 데 사용됩니다.
일반적으로 입자에 대해 이야기할 때 우리는 아원자 입자, 즉 원자보다 작은 입자에 대해 이야기합니다. 물질 입자와 방사선 입자를 구별할 수 있습니다. 입자(즉, 물질과 방사선의 기본 입자 및 이들의 상호 작용)에 대한 연구를 입자 물리학이라고 합니다.[*] 물리학의 경우, 파동은 공간 또는 기타 공간에서 전파되는 교란입니다. 전파의 성질, 방향, 에너지에 따라 분류되며, 물질이 아닌 에너지를 수송한다.[**]
즉, 입자와 파동은 완전히 다른 것인데 어떻게 다른 것으로부터 속성을 얻을 수 있습니까? 물리학자들이 이러한 현상을 이해하기 위해서는 가장 작은 규모의 이러한 기이한 현상을 기술할 수 있는 새로운 역학으로 모든 고전 역학을 재구성해야 했으며, 이를 파동 역학 또는 양자 역학으로 만들었습니다.
평소와 같이 개념을 더 잘 이해할 수 있도록 아래에 두 가지 시뮬레이션이 있습니다. 실험 Thomas Young (이중 슬릿). 그들에게서 현상을 스스로 탐구하고 비교하려고 노력하십시오. 이론 우리가 당신에게 제시하고 있습니다. 첫 번째 시뮬레이터는 파동 간섭과 관련이 있습니다. 그것이 실제로 무엇인지 이해하지 못한다면 이 시뮬레이터를 살펴보십시오. 이제 두 번째 시뮬레이터는 첫 번째 시뮬레이터와 완전히 상호 연결된 양자 현상을 참조하십시오. 도구, 이중 슬릿, 아원자 입자의 개별 발사, 슬릿 사이의 간격 증가 또는 감소를 탐색하고 여기에 설명된 현상을 더 잘 이해합니다.
시뮬레이터 1: 파동과 파동 간섭
시뮬레이터 2: 양자파
다음 중 하나를 기억하는 것이 중요합니다. 이 간섭 현상을 설명해야 하는 설명은 우리가 다루고 있는 물체의 치수와의 관계입니다! 이와 같이!? 바라보다! 전자는 물질의 아주 작은 요소이지만 너무 작아서 외부 간섭이 그 속성을 변경합니다(입자처럼 또는 파동처럼 행동합니다). 관찰자 질문에는 많은 "신비주의"가 주입되어 있지만 요점은 과학이 작동한다는 것입니다 관찰을 기반으로 하고 무언가를 관찰할 수 있으려면 반드시 빛이 필요합니다!
예를 들어 컴퓨터나 휴대폰이 눈앞에 보인다면 램프에서 나온 빛이 현재 있는 곳을 두루 다니며 휴대폰에 부딪혀 눈에 반사되기 때문이다. 빛에 민감한 망막). 그제서야 휴대폰이 어디에 있는지 식별하는 방법을 알게 되었습니다. 동일한 것은 모든 기존 실험을 나타냅니다.
과학자가 실험에서 무슨 일이 일어나고 있는지 알기 위해서는 볼 필요가 있으며 결과적으로 무언가가 여기 또는 저기에 있는지 알기 위해 약간의 광원이 필요합니다. 그러나 이제 우리가 다루고 있는 대상은 양자, 즉 원자 자체의 크기보다 작거나 같은 것입니다.
광전 효과에 대한 이전 장에서 보았듯이 알버트 아인슈타인은 빛에 대한 소체의 특성을 구해냈습니다. 특히 선형 운동량 ).
다시 말해, 빛은 입자적 행동에 관한 한 그 차원이 원자 차원, 양자 특성, 잘 알려진 광자를 갖는 물체이기도 합니다. 전자에 빛의 초점을 맞추면 이 빛과 전자의 상호 작용으로 인해 속성이 변경됩니다.
이것을 이해하는 또 다른 방법은 예를 들어 높고 큰 건물 바닥에 농구공을 던지는 것입니다. 농구공이 건물을 방해하는 것은 무엇입니까? 아무것! 당신 앞에 있는 휴대폰이나 컴퓨터를 향한 빛과 정확히 같이, 그것은 그들에게 떨어지지만 그것들을 방해하지 않습니다. 왜냐하면 당신의 휴대폰/컴퓨터의 일반적인 크기에 대한 "광자"의 상대적 치수는 무시할 수 있기 때문입니다!
하지만 이제 우리가 서로에게 농구공을 던지면 예, 다른 농구공에 변화가 생기고 움직이기 시작할 것입니다... 운동 에너지 등을 얻게 될 것입니다. 우리가 지금 다루고 있는 문제의 차원은 비교적 동일합니다. 이 문제에는 광자(빛)와 전자가 동일하게 적용됩니다.