빛의 정체란?

빛의 정체란?

뉴턴과 호이겐스 사이의 싸움

과학자들 사이에는 '빛이란 무엇인가'라는 문제가 꽤 오래 전부터 있었습니다.

18세기 초 뉴턴이 태양빛이 7가지 색(스펙트럼)으로 나뉘는 것을 발견하고 빛은 빛을 내는 것에서 나온 작은 알갱이 같은 물질임에 틀림없다는 빛 입자설을 발표했습니다.

그 중 영국의 토머스 영이 '파장이 다른 두 개의 빛은 서로 간섭하여 줄무늬를 만든다'는 것을 실험하고 빛은 파도라는 파동설을 주장했습니다.

영국의 훅, 네덜란드의 호이겐스 등의 학자는 이 생각에 찬성했습니다.

그리고 뉴턴과 호이겐스 사이에 입자다 파도라는 설의 말다툼이 시작되었습니다.

둘 다 옳다

1864년에 영국의 맥스웰은 '빛은 전자파의 일종이다'라는 빛의 전자파설을 주장하였고, 1888년이 되자 독일인 헤르츠가 빛은 전자파임을 실험으로 확인하였습니다.

이것으로 「빛은 파도이다」라고 하는 것이 되었습니다.

그런데 1905년 아인셰타인이 나타나 '빛은 광자라는 알갱이이다'라는 광양자 가설을 발표하면서 소동이 커졌습니다.

그 무렵 금속을 빛내면 그 금속의 표면에서 전자가 튀어나오는 것이 발견되고 있었습니다.

이것을 광전효과라고 합니다.

이 광전 효과는, 아인슈타인의 광양자 가설로 훌륭하게 설명할 수 있었던 것입니다.

그리고 「빛은 파도인 동시에, 입자이다」라고 하는 것을 알게 되었습니다.

과학자들이 이것에 대해 설명할 수 있게 된 것은 원자에 대한 과학이 진보하고 나서였습니다.

200년의 수수께끼

호이겐스는 빛의 파동설을 주창했을 때

「우주는, 에테르라고 하는 것으로 가득 차 있다」라고 생각했습니다.

빛은 그 에테르의 진동이라고 생각하지 않으면 파동설에 대한 설명을 할 수 없었기 때문입니다.

그러나 빛의 파동설을 설명하려면 이 에텔은 고체와 같은 성질을 가져야 한다는 사실을 알게 되었습니다.

그러면, 에테르 안을 움직이고 있는 지구를 비롯한 모든 천체는, 그 운동이 방해될 것입니다.

이러한 일로부터 「에텔은, 딱딱한 것과 동시에, 진공과 같은 것이다」라고 하는 것이 됩니다.

또 1864년에 발표된, 맥스웰의 전자파설에서는 「에텔은, 전자파를 전하는 중개를 하는 것」이라고 되어 있었습니다.

그러나 에테르가 있다는 사실을 확인하지는 못했습니다.

이렇게 되면 에테르라는 것은 이 우주에는 없는 것이 됩니다.

게다가 에테르가 없으면 전자파가 있다는 것을 설명할 수 없습니다.

1905년 아인슈타인의 상대성이론에 의해 '이 우주에는 에테르라는 것은 없다'는 것이 훌륭하게 설명된 것입니다.

이렇듯 호이겐스가 꺼낸 에텔은 200년이나 긴 세월 동안 과학자들의 마음을 아프게 해 온 것이었습니다.

 

https://www.smartinst.co.kr/