빛 - 위키백과, 우리 모두의 백과사전 빛 위키백과, 우리 모두의 백과사전. 둘러보기로 가기 검색하러 가기 다른 뜻에 대해서는 빛 ( 동음이의 ) 문서를 참조하십시오. 빛 ( Light ) 이란 좁은 의미에서 가시광선, 즉 일반적으로 사람이 볼 수 있는, 약 400 nm에서 700nm 사이의 파장을 가진 전자기파를 뜻한다. 넓은 의미에서는 모든 종류의 전자기파를 지칭한다. 물리학에서는 주로 넓은 뜻으로 쓰인다. 목차 1 물리학에서 보는 빛 2 빛의 원천 3 빛의 속력 4 전자기 스펙트럼과 가시 광선 5 빛의 성질 5. 1 직진성 5. 2 반사와 투과 5. 3 굴절 5. 4 간섭 5. 5 회절 6 광원 7 빛의 압력 8 빛에 대한 이론 8. 1 고전 그리스와 헬레니즘 8. 2 고전 인도 8. 3 데카르트 8. 4 뉴턴의 입자설 8. 5 파동설 8. 6 맥스웰의 전자기 이론 8. 7 광전 효과와 입자설의 부활 8. 8 입자와 파동의 이중성 8. 9 양자이론 9 같이 보기 10 외부 링크 물리학에서 보는 빛 [ 편집 ] 고전 물리학에서 보는 빛은 전자기파이며, 매질 없이 전파한다. 전기 또는 자기를 띄는 물질이 가속 운동하면 전자기파가 전파한다. 그러나 빛
이폴리트 피조는 1849년 더 정확하게 빛의 속력을 측정하였다. 피조는 빛이 톱니바퀴를 통과한 후 8. 9km 떨어진 곳의 거울에 의해 반사가 되어 다시 톱니바퀴로 돌아오는데, 그 각속도를 이용해 빛의 속력을 측정하였다. 피조는 빛의 속력을 3. 13x10 ^ 8 m / s라고 측정하였다. 1862년 레옹 푸코는 회전하는 거울을 통해 실험을 하여 2. 98x10 ^ 8 m / s라는 결과를 얻었고, 앨버트 에이브러햄 마이컬슨은 1877년부터 그가 죽은 해인 1931년까지 빛의 속력 측정실험을 했다. 마이컬슨은 푸조의 방법을 개량해 1926년에 2. 99796x10 ^ 8 m / s라는 결과를 얻었다. 현재 사용하고 있는 빛의 속력은 진공에서 2. 99792458x10 ^ 8 m / s이다. 실제로 오늘날에는 미터 자체를 1 / 299 792 458초 동안 빛이 이동한 거리로 정의하고 있다. 이 속력은 1초에 지구를 일곱 바퀴 반을 돌 수 있고 지구에서 달까지 가는 데 1초 정도 걸리는 매우 빠른 속력이다. 통상의 물질을 포함하는 각종 투명 물질에서 빛의 유효 속력은 진공에서보다 작다.
파동설 [ 편집 ] 토마스 영의 이중슬릿 실험. 영의 실험은 빛의 파동설을 뒷받침한다. 네덜란드 출신의 프랑스 과학 아카데미 회원이었던 크리스티안 하위헌스는 빛의 파동설을 주장했다. 그는 하위헌스 원리를 통해 파동이 전해지는 방법을 설명한 것으로 그 이름이 알려져 있다. 빛의 파동설은 프랑스의 르네 데카르트와 영국의 로버트 [UNK] 기초하고 하위헌스가 완성한 이론이다. 하위헌스는 빛이 교차할 때 서로 방해를 받지 않고 투과한다는 이유로 빛의 파동설을 주장하였다. 만약 빛이 입자라면 충돌로 인해 반드시 빛이 흐트러지는 것이기 때문이다. 1690년 그의 빛에 관한 이론인'빛에 관한 논문'을 발간하였다. 그는 빛의 파동을 전하는 매질로 우주 전체에 정지한 상태로 퍼져있는 에테르라는 물질이 있다고 주장했다. 뉴턴의 입자설과 하위헌스의 파동설은 둘 중 우세하다는 증거는 발견되지 않았으나, 뉴턴의 명성에 의해 입자설이 더 많이 지지를 받았다. 19세기가 되어 영국의 토머스 영이'빛의 간섭 실험'을 발표하면서 빛의 입자설에 대한 확실한 반론이 나왔다.'파동의 간섭'이란, 두 파동이 중첩되었을 때 마루들은
그의 주장을 뒷받침하는 많은 논문을 발표하는 노력을 통해, 결국 그의 광전 효과에 대한 설명이 인정받게 되었다. 아인슈타인은 광전효과를 설명한 공로로 1922년 노벨 물리학상을 수상하였다. 이것은 결정적으로 빛의 입자와 파동의 이중성과 양자역학의 기초를 마련하게 되었다. 입자와 파동의 이중성 [ 편집 ] 이 주제의 자세한 내용은 파동 입자 이중성 문서를 참고하십시오. 아인슈타인의 광전효과에 대한 연구와 플랑크의 결과를 토대로, 현재의 이론은 빛이 입자적 성질과 파동적 성질이 모두 가지고 있다고 설명한다. 아인슈타인은 광자의 에너지는 광자의 진동수에 비례한다고 했다. 즉, 입자적 성질을 가진 광자와 파동이 가지는 성질인 진동수를 동시해 표현하였다. 일반적으로, 모든 물질은 입자성과 파동성을 동시에 가지고 있다고 했다. 파동으로 생각했던 빛이 입자라는 것을 보였다. 입자라고 생각한 전자가 파동임을 보인 것은 프랑스의 루이 드 브로이이다. 그는 1924년 물질파 이론을 제창하여 전자가 원자핵 쪽으로 가지 않고 일정한 궤도운동을 하는 것을 설명했다. 1927년에 미국의 클린턴 조지프 데이비슨이 실험적으로 전자에 파동적 성질이 있
이 메커니즘은 브라운관 텔레비전과 컴퓨터 모니터에 사용된다. 빛의 압력 [ 편집 ] 빛은 해당 경로에 있는 개체에 물리적 압력을 가한다. 맥스웰 방정식에 의해 추론될 수 있는 현상이지만 빛의 입자 특성에 의해 설명 되는 것은 쉽지 않다. 가벼운 압력은 빛의 속도에 의해 분할 된 빛의 힘과 동일하다. 때문에 빛의 크기, 빛의 압력의 효과는 모든 물체를 무시한다. 예를 들어 하나의 밀리 와트의 레이저 포인터는 한 물체에 대해 약 3. 3피코뉴턴의 힘을 가한다. 따라서, 하나의 레이저 포인터로 미국의 페니를 들어올릴 수 있지만 약 30억 - mW 레이저 포인트를 필요로 한다. 그러나 NEMS 같은 나노미터 스케일의 애플리케이션에서 가벼운 압력의 효과가 더 중요하고 NEMS 매커니즘을 구동하는 것과 나노미터 크기의 물리적 스위치를 누른 빛의 압력인 집적 회로는 활발한 연구 분야이다. 큰 규모에서, 빛의 압력은 소행성이 더 빨리 회전할 수 있게 한다. 솔라 세일의 가능성은 우주에서 가속화 되었다. 우주 안에서 조사 중이다. 비록 Crookes 복사계의 움직임이 빛의 압력에 의한 결과 일지라도 이 해석은 부정확하다. Crookes의 회전의 특성은 진공의 결과이다. 이것이 Nichols
이 빛의 압력에 의한 결과 일지라도 이 해석은 부정확하다. Crookes의 회전의 특성은 진공의 결과이다. 이것이 Nichols의 복사계와 혼동되지 않는다면 토크의 의해 야기되는 행동은 빛의 압력에 의해서 직결된다. 빛에 대한 이론 [ 편집 ] 고전 그리스와 헬레니즘 [ 편집 ] 기원전 5 세기에서, 엠페도클레스는 모든 것이 네 가지 요소로 구성되었다고 한다. 불, 공기, 흙과 물. 그는 아프로디테가 4가지의 요소로 사람의 눈을 만들 었다고 믿었다. 사실이라면, 다음 하나는 밤에 단지뿐만 아니라 낮에는 볼 수 있었다. 그래서 엠페도클레스는 태양과 같은 소스에서 눈에서 광선과 광선 사이의 상호 작용을 가정했다. 약 300 BC에서, 유클리드는 가정 하였다. 빛이 직선으로 여행하는 것과 그는 반사의 법칙을 묘사하고 수학을 공부하였다. 그는 눈이 눈으로부터의 빔의 결과, 그는 어떻게 빛이 도달하고 만약에 그의 눈알 감으면 어떻고 밤에 눈을 열면 어떠할지 궁금해 했다. 물론 눈에서 빔이 무한대로 빠르게 이동하면 문제가 되지 않는다. 기원전 55 년, 루크 레셔는 그리스의 원자론의 아이디어에 대해 썼다.
에서 보는 빛은 전자기파이며, 매질 없이 전파한다. 전기 또는 자기를 띄는 물질이 가속 운동하면 전자기파가 전파한다. 그러나 빛은 회절과 간섭의 파동성을 띈다. 양자 물리학에서 보는 빛은 파동뿐 아니라 입자로서 이중성을 갖는다. 아인슈타인의 광양자 가설에 따라 빛은 일정한 에너지를 갖도록 양자로 되어 ( 개수를 셀 수 있는 단위로 되어 ) 있다. 빛은 인간의 눈에 보이는 보통 전자기 방사선을 알아내기 위한 복사 에너지이고, 시각을 담당한다. 가시광선은 일반적으로 700 나노 미터, 400 나노 미터 ( [UNK] ), 또는 400x10 ^ - 9m 범위의 파장을 갖는 것으로 정의된다. 이 숫자는 인간의 시각의 절대 한계를 나타내지 않지만, 대략적인 범위에서 대부분 사람들이 대부분의 상황 안에서 잘 볼 수 있다. 가시광선은 크게 380 - 800nm 좁게는 420 - 680nm로 정의한다. 이상적인 실험실 조건에서, 사람들은 적어도 1050nm 까지의 적외선을 볼 수 있다. 어린이와 젊은 성인은 약 310 - 313nm 아래로 자외선을 볼 수 있다. 가시광선의 기본 특성은 강도, 전파 방향, 주파수 또는 파장 스펙트럼, 편광이다. 빛은 진공에서 속도가 초당 299, 792,
가는 데 1초 정도 걸리는 매우 빠른 속력이다. 통상의 물질을 포함하는 각종 투명 물질에서 빛의 유효 속력은 진공에서보다 작다. 예를 들어 물에서 빛의 속력은 진공의 약 3 / 4이다. 극단적인 예를 들어서 자연에서 빛 둔화의 문제는 물리학의 두 개의 독립적 인 팀인 하버드 대학과 캠브리지의 과학 연구소, 하버드의 천체 물리학을 위한 스미스소니언과 캠브리지에서 원소 [UNK] 보즈 - 아인슈타인 응축을 통과하여 " 완전한 정지 " 를 가져올 수 있었다 그러나 빛의 " 중지 " 로 설명됐다. 이러한 실험에서 두 번째 레이저 펄스에 자극에 의해 원자의 흥분 상태에 저장되는 빛만을 의미하고 임의만이 나중에 다시 방출 된다. 이 시간동안 빛은 중단했다. 전자기 스펙트럼과 가시 광선 [ 편집 ] 일반적으로 전자파, 또는 EMR은 라디오, 전자파, 빛, 자외선, X 선 및 감마선, 적외선, 가시 광선 영역으로 파장에 의해 분류된다. EMR의 동작은, 그 파장에 따라 달라진다. 높은 주파수는 보다 짧은 파장을 가지며, 더 낮은 주파수는 더 긴 파장을 갖는다. EMR 단일 원자와 분자와 상호 작용하면, 그 동작은 운반 양자 당 에너지의 양에 의존한다. 가시광 영역의 EMR은 분자의 결합 또는 화학적 변화로 이어질 분자 내의
발광체 및 전송 매체의 기계적 특성이라고 주장하기 때문에, 데카르트의 빛 이론은 현대 물리 광학의 시작으로 간주 한다. 뉴턴의 입자설 [ 편집 ] Pierre Gassendi ( 1, 592 - 1, 655 ) 는 1660 년 사후에 출판 된 빛의 입자 이론을 제안 하였다. 아이작 뉴턴은 이른 나이에 Gassendi의 작품을 공부하고, 플레넘의 데카르트 이론에 자신의 견해를 선호했다. 그는 빛이 소스에서 모든 방향으로 방출 된 미립자 ( 물질의 입자 ) 로 구성되었다고 그의 가설에 진술했다. 빛의 파동성에 대한 뉴턴의 주장 중 하나는 빛이 직선으로 이동하는 동안 파장이 장애물 주위로 구부러져 있다는 것이었다. 그러나 그는 빛 입자가 오드 지역화 웨이브를 만들 수 있게 함으로써 ( 프란체스코 그리말디에 의해 관찰되었다 ) 빛의 회절 현상을 설명했다. 아이작 뉴턴이 스펙트럼 현상을 실험할 당시 백색광이 프리즘에 의해 색이 분해되는 것은 이미 알려진 사실이었다. 이것은 어둠이 색을 변화시키거나 프리즘에 의한 굴절이 빛의 성질을 변화시키기 때문이라는 것이 그 당시의 설명이었다. 뉴턴은 프리즘에 의해서 분해된 광선 하나를 다시 프리즘에 통과 시키면 색이
더 느리게 진행하므로 물질 속에서 굴절률은 항상 1보다 크고, 진공에서 굴절률은 정확히 1이다. 간섭 [ 편집 ] 빛을 나타내는 파동함수는 이차 선형 편미분 방정식의 해로 나타낼 수 있다, 따라서 이 파동함수는 중첩의 원리 ( principle of superposition ) 를 따른다. 달리 말하면'빛의 간섭이란 2개 혹은 그 이상의 빛이 상호작용하여 얻어진 합성파의 복사조도 ( irradiance ) 가 성분 광파의 복사조도를 단순히 더한 값과 달라지는 현상'이라고 볼 수 있다. 예를들어 두가지 빛을 [UNK] ( x, t ) = Ae ^ i ( k1x - [UNK] ), [UNK] ( x, t ) = Be ^ i ( k2x - [UNK] ) 로 나타내면, 중첩된 빛은 [UNK] ( x, t ) = Ae ^ i ( k1x - [UNK] ) Be ^ i ( k2x - [UNK] ) 로 나타낼 수 있다. 회절 [ 편집 ] 음파, 물질파, 빛을 포함한 모든 파동에서 회절 ( diffraction ) 은 진행하는 파면의 일부가 차단되었을 때 발생하는 파동 현상의 일반적인 특성이다. 투명하거나 불투명한 장애물을 만나서 일부 파면의 진폭이나 위상이 변하게 되면
빛(영어: light)이란 좁은 의미에서 가시광선, 즉 일반적으로 사람이 볼 수 있는 영역의 전자기파를 의미하고, 넓은 의미에서 전파, 적외선, X선 등 모든 영역의 전자기파를 의미한다. 물리학에서 주로 넓은 뜻으로 쓰인다.