Back to chapter

7.3:

간섭과 회절

JoVE Core
Chemistry
A subscription to JoVE is required to view this content.  Sign in or start your free trial.
JoVE Core Chemistry
Interference and Diffraction

Languages

Share

파동의 고유한 특성은 서로 접촉할 때 그 결과로 생긴 파동의 진폭이 증가하거나 감소하는 방식으로 상호작용하는 것입니다. 이런 현상을 간섭이라고 합니다. 두 파동의 마루가 일치하면 동상’이 됩니다.이러한 파동이 상호작용하면서 진폭이 합산되고 진폭이 늘어난 파동이 생성됩니다. 이것은 보강 간섭입니다. 두 파동이 정렬되지 않고 마루가 반대 방향에 있으면 이상’입니다.이 경우 결과적인 파동의 진폭은 더 작아집니다. 이것은 상쇄 간섭입니다. 한 파동의 골이 다른 파동의 마루와 완전히 겹치면 파동은 서로를 상쇄합니다.회절은 파동의 또 다른 특징적인 행동입니다. 파동을 위에서 내려본다고 생각해 봅시다. 마루는 수직의 선으로 나타내어지고 좁은 틈이 있는 장애물을 향해 파동이 이동한다고 상상해보십시오.장벽의 틈은 파장과 크기가 비슷합니다. 파동이 틈을 통과할 때 작은 틈의 주변으로 파동이 휘어지고 다른 방향으로 퍼져 나갑니다. 그러면 장애물에 두 개 이상의 구멍이 있을 때 파동은 어떻게 작동할까요?이것은 광원을 사용하여 관찰할 수 있습니다. 빛이 방출될 때 파동은 두 개의 간격이 가까운 슬릿을 통과하고, 두 개의 회절된 파동이 합쳐집니다. 이 파동들은 서로 간섭하여 패턴을 만듭니다.두 파동이 같은 거리를 이동할 때, 보강 간섭이 일어납니다. 이것은 밝은 선으로 관찰됩니다. 어느 방향으로든 중심에서 조금 떨어진 곳에서 한 파동은 다른 파동보다 약간 더 긴 거리를 이동하면 이상’이 됩니다.상쇄 간섭은 어둡게 표현이 됩니다. 파동이 이동하는 거리에 따라 밝은 선과 어두운 선이 교차하는 간섭 패턴이 형성됩니다. 이 이중 슬릿 실험은 빛의 파동성을 보여줍니다.

7.3:

간섭과 회절

간섭은 파도에 의해 전시되는 특징적인 현상입니다. 두 개의 전자파가 피크와 트로프와 상호 작용하면 진폭이 향상된 파도가 생성됩니다. 이를 건설적인 간섭이라고 합니다. 이 경우 상호 작용하는 두 파도가 서로 단계적입니다.

또는, 두 파도가 일치하고 한 파의 쓰루가 다른 파도의 피크와 일치(위상이 없는 방식으로) 상호 작용하는 경우, 결과파는 훨씬 낮은 진폭을 표시합니다. 이를 파괴적인 간섭이라고 합니다.

파도는 또한 회절에게 불린 특징적인 행동을 보여줍니다. 빛의 빔이 사고 빔 ï1/4의 파장에 필적하는 크기의 슬릿을 통과할 때 빔이 슬릿 주위로 구부러집니다(또는 diffracts). 반대로, 입자의 스트림이 슬릿을 통과하면 파티클이 조리개를 통해 나옵니다.

또한, 빛의 광선이 빛의 파장에 필적하는 거리로 분리된 밀접하게 간격이 있는 슬릿 쌍을 통과하면, 회절공정에 의해 각 슬릿에서 원형 파를 생성한다. 이 두 파도는 서로 간섭하여 대체 어둡고 밝은 선이 있는 간섭 패턴을 슬릿 뒤의 짧은 거리에 배치된 스크린에 얻을 수 있도록 합니다.

두 파도가 이 지점에 도달하고 건설적으로 방해하기 위해 동일한 거리를 이동함에 따라 밝은 선이 화면 중앙에서 생성됩니다. 두 파도가 어느 방향으로든 중심에서 떨어진 작은 거리를 이동할 때 약간 다른 거리를 이동합니다. 그들은 단계가 없습니다. 이동 거리의 차이가 파장의 절반에 도달하면 파괴적인 간섭을 생성하여 만나게 됩니다. 어두운 영역은 한 슬릿에서 파도의 피크가 다른 슬릿 (파괴적인 간섭)의 파도에 대한 쓰루와 일치하는 데 발생하는 지역에 해당하며, 가장 밝은 영역은 두 파도 (또는 두 개의 쓰루)의 피크가 일치하는 영역 (건설적 간섭)에 해당합니다. 회절 패턴은 파도의 본질적인 속성이며 빛의 파도 특성에 대한 강력한 증거를 제공합니다.

이 텍스트는 Openstax, 화학 2e, 섹션 6.1: 전자기 에너지에서 채택됩니다.