양자론 편집하기 (부분)

==빛의 양면성==
{{이중적}}

토머스 영이 1807년 이중슬릿 실험을 통해 빛=파동이라는것을 증명했다.

토머스 영은 광원(빛이 나오는 물체) 옆에 1개의 슬릿(매우 가느다란 틈)이 있는 판과 2개의 슬릿(이중 슬릿)이 있는 판을 놓고 뒤에 스크린을 두었다.

만약 빛이 단순한 입자라면 회절을 하지 않으므로 이중슬릿을 통과한 빛은 그대로 직진하여 스크린에 부딪혀서 스크린에는 단 두곳만 빛이 비춰질 것이다.

하지만 영의 실험에서는 스크린에 수많은 간섭무늬가 생겼다. 간섭현상은 파동에서만 일어나는 고유한 특성이다. 이를 통해 빛이 파동의 성질을 띈다는 것을 증명해낸 것이다.

이후 과학계는 오랫동안 빛의 파동설을 굳게 믿어왔다.

하지만 19세기 말, '''빛을 단순히 파동이라고 생각하면 설명이 안되는 현상'''이 발견되었다. "광전 효과"가 발견된 것이다.

금속에 일정 진동수의 빛을 비추면 전자가 튀어나온다는 것을 발견해낸 것이다.

그런데 이상하게도 파장이 짧은 빛(진동수가 큰 빛)을 비추면 빛을 약하게 비추어도 전자가 튀어나오는데 파장이 큰 빛(진동수가 작은 빛)을 비추면 아무리 빛을 강하게 비추어도 전자가 튀어나오지 않는다는 것이다.

여기서 문과충을 위해 설명하자면 파장이 짧은빛이라는건 보라색쪽 빛을 말하는 것으로 가시광선보다 파장이 짧은 전자기파로는 자외선, X선, 감마선 등이 있다. 파장이 짧을수록 빛의 에너지는 커진다.

하지만 이 광전 효과는 빛을 단순한 파동으로 생각해서는 일어 날 수 없는 현상이다. 파동이란 단지 에너지만 전달 할 뿐 매질 그 자체는 그대로 있기 때문이다.

아인슈타인은 이 광전 효과를 보고 '''빛은 파동이지만 더이상 분해 할 수 없는 최소 단위가 있다'''고 생각했다. 그 최소단위를 '''광자(광양자)'''라고 부른다.



즉, 광자란 빛의 에너지 덩어리를 말하는 것이다.

===빛이 입자이기 때문에 일어날 수 있는 현상===
*자동문 : 빛이 입자가 아니면 우리 몸에서 반사되어 튀어져 나오는 입자가 존재하지 않으므로 자동문이 열릴 수 없다.

*밤하늘의 별빛 : 빛이 단순한 파동이라면 몇백광년 너머에 있는 별빛이 니 눈에 보이려면 꽤 시간이 필요하다. 즉각 니가 별을 볼 수 있는 이유는 빛이 입자이기 때문이다.

*전기난로 : 전기난로에서는 적외선이 나오는데 만약 빛이 단순한 파동이라면 전기난로를 오래 쐬면 피부가 탄다. 하지만 빛은 입자이기 때문에 적외선 광자는 피부를 태울 만한 에너지를 갖고 있지 않아 니 피부는 안전한 것이다.
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하지만 입자와 파동은 완전히 다른 개념이다. 과학자들은 이 둘을 가지고 존나게 씨름하다가 결국 둘 다 인정하고 '''빛의 양면성'''을 인정하였다.

그런데 놀랍게도 미시 세계에서는 전자나 원자, 분자 등 모든 양자가 양면성을 가진다는 것이 밝혀졌다. 입자의 크기가 커질수록 파동성은 줄어들지만 확실히 공존한다는 것이 실험을 통해 밝혀졌다.

2019년 11월 11일 유기 분자를 이중 슬릿에 쐈는데 이중적인 모습을 보였다고 한다. 거시 세계에서도 사실상 양면성을 가진다는게 밝혀진 셈.