빛,light


빛의 속도/속력인 광속,speed_of_light은 진공,vacuum에서 항상 일정하며 중요 물리상수,physical_constant임.



독립적인 전자기파들이 모여 만들어진 빛 : 결맞지 않은 빛 (incoherent light)
동일한 광자와 한 가지 전자기파로 구성된 빛 : 결맞은 빛 (coherent light)
레이저,laser

단색광 (monochromatic light): 단일 파장으로 구성된 복사선. ex. laser
다색광 (polychromatic light): 다양한 파장으로 구성. 파장 성분으로 분리하면 스펙트럼,spectrum을 얻을 수 있음.

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파장에 따른 분류

..
전파
IR infrared (ray) 적외선
가시광선 visible light ? Ndict:가시광선
UV ultraviolet (ray) 자외선
..

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성질

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역사

빛이 파동,wave인지 입자,particle인지 논란이 있었음. 두 성질이 다 있다고(이중성) 귀결됨.
파동일 경우 전자기파,electromagnetic_wave, 입자일 경우 광자,photon.

빛의 매질,medium이 존재할 것이라 믿고 에테르,ether라고 불렀으나, 마이컬슨-몰리_실험에 의해 에테르는 존재하지 않음이 밝혀짐.

시간순으로 대충

Newton:
프리즘 실험, 빛은 입자

Thomas Young:
이중 슬릿 실험 double slit experiment
WpKo:이중슬릿_실험
WpEn:Double-slit_experiment
빛을 이중 슬릿에 통과시키면 두 선이 아니라 간섭무늬가 나온다 - 빛은 파동

Hertz: 광전효과,photoelectric_effect 실험
Einstein: 광전효과 해석
빛은 입자 - 양자,quantum / 광양자 / 광자,photon
빛의 에너지는 quantized

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TOCLEANUP; 이중성(duality of light)

빛의 이중성(wave-particle duality)
이중성: 입자성과 파동성을 동시에 띰. 빛은 입자,particle인가, 파동,wave인가?

// from 김성호 https://youtu.be/3Dt7bo-7jOY?t=37
{
빛의 파동성을 보여주는 것들: 굴절,refraction, 간섭,interference, 회절,diffraction, 편광,polarization
빛의 입자성을 보여주는 것들: 광전효과,photoelectric_effect

그렇다면,
이 서로 연관?

고전역학적인 관점에서는
  • 입자의 파장이나
  • 파동의 질량
같은 것은 정의할 수 없다.

하지만 양자역학에서는 이 둘의 관계를 설명할 수 있다 - de Broglie의 물질파
}

물질파,matter_wave 이론
{
질량 m, 속도 v인 입자의 파장 λ는
$\lambda= \frac{h}{p} = \frac{h}{mv}$
}

입자성 관련:
광자,photon
광자의 에너지 E=hν
광자의 운동량 p=hν/c ----------TODO유도
광전효과,photoelectric_effect
빛을 파동,wave으로 보면 해석할 수 없는 현상. Einstein의 광양자설로 해석되었다.
파동성 관련:
이중슬릿실험 회절,diffraction


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Misc

생태계의 주 에너지원이 됨. 식물,plant은 빛을 써서 광합성,photosynthesis 함.
{
광합성,photosynthesis
6 CO2 + 6 H2O → C6H12O6 + 6 O2

}

형광,fluorescence: 빛으로 들뜬 분자에서 나오는 빛

들뜬 분자는 분해되거나(광분해) 구조 변화(광이성질화)를 일으키기도 하고, 그렇지 않다면, 흡수된 에너지를 보통 열에너지로 내어놓으면서 다시 바닥 상태로 되돌아 간다. 그러나 어떤 분자들은 빛을 내면서 바닥 상태로 되돌아 가는데, 이를 형광이라 한다.
(from 형광 - 들뜬 분자가 내는 빛 (화학산책, 박준우))