빛이 어떻게 입자와 파동의 성질을 가질수 있나요?

Question

이중슬릿실험을 통해서 빛이 파동성을 띤다는 성질을 알수 있는데 어떠한 실험을 통해서 빛이 입자성을 가지나요? 그 이유가 궁금해뇨

Answer 1

대표적인 실험으로는 아인슈타인이 노벨상을 수상했던 광전효과가 있습니다.

광전효과는 에너지를 가진 빛(광자)을 금속에 쬐여주면 금속에서 전자들이 나오는 현상입니다. 금속에는 (자유)전자들이 분포해있고 외부에서 높은 에너지(전자들을 금속에서 떼어낼수 있을 정도의 에너지를 가진)의 빛을 쬐여주면 자유전자와 충돌하여 자유전자가 금속에서 탈출해 나올 수 있습니다.

이러한 현상을 보면 빛이 마치 작은 알갱이의 입자처럼 행동하기 때문에 입자성을 알 수 있는 실험입니다.

Answer 2

빛이 왜 입자와 파동의 성질을 가지는 지는 모릅니다.

그저 빛을 관찰하니 그렇다는 것 뿐만 알 수 있습니다.

그리고 빛 뿐만 아니라 모든 물질은 입자와 파동성을 모두 가집니다. (물질의 이중성)

빛의 경우 회절 실험을 통해 빛이 파장이란 것을 알 수 있고,

광전 효과 실험을 통해 빛이 입자란 것을 알 수 있습니다.

Answer 3

안녕하세요. 이상현 과학전문가입니다.

일단 파동의 성질은 빛이 회절의 특징을 가지고 있기 때문에 증거를 찾기 쉬웠습니다.

입자의 성질은 아인슈탄인이 발견한 광자에 대한 개념과 에너지의 분출,
1923년 시카고대학의 아서 콤프턴 교수가 X선을 산란시켰을 때 빛의 파장이 길어지는 '콤프턴 효과'를 발견한 것.
등에 의해서 입자성이 밝혀졌습니다>

감사합니다.