편광 - 빛은 횡파일까? 종파일까?

 

 

 

 회절과 간섭은 빛이 '입자'인가 아니면 '파동'인가를 밝힐 수 있는 좋은 증거이다. 파동은 종파 아니면 횡파인데 회절, 간섭 현상만으로는 빛이 횡파인지 종파인지 알 수가 없다. 하지만, '편광'실험을 통해서 우리는 빛이 횡파임을 알 수 있게 된다. 우선, 편광의 이해를 돕기 위해 빛이 파동이라는 것을 전제로 하고서 빛을 용수철의 파동에 견주어 간단히 생각해 보기로 하자.

목  적 : 편광의 원리를 이해한다.

 

준비물 : 파동실험 용수철, 편광판 2장.

 

방  법 : 편광판 1장은 고정시키고, 나머지 1장을 돌리면서 보면 어떻게 보이나? 이 현상으로 무엇을 알 수 있나?

 

결  과 : 90°돌릴 때마다 밝아졌다가 어두워 졌다 한다.

 

원  리

      그림 A와 같이 슬롯을 세로(편광자)와 가로(검광자)방향으로 똑바로 세우고 한쪽의 용수철에서 종파를 보내면 두개의 슬롯으로부터 아무런 영향을 받지 않고 잘 통과할 것이다.  이번에는 그림 B와 같이 슬롯을 세로와 가로방향으로 똑바로 세우고 한쪽의 줄에서 여러 가지 진동면을 가지는 횡파를 보내면, 편광자를 통과하는 것은 상하 진동면을 가진 것만 통과하고, 다른 진동면을 가진 것은 통과하지 못한다. 이때 파동은 평면편광 되었다고 한다. 이 파동은 검광자를 통과하지 못한다. 그러나 그림C와 같이 슬롯의 방향이 같으면 상하 진동면을 가진 파동은 두개의 슬롯을 모두 통과하게 된다. 빛을 두 장의 편광판에 통과시킬 때 두 편광판의 편광축이 같은 방향일 때는 빛이 통과하지만, 편광축이 서로 수직을 이루면 어떤 빛도 통과하지 못한다. 따라서 빛은 횡파임이 입증된다.