빛의 이중성

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우리 주위에 있는 자연물 중에서 빛은 우리에게 가장 중요한 의미를 가지는 자연물이다. 우
리는 빛을 통하여 자연을 관찰하고 자연에 대한 정보를 얻기 때문이다. 따라서 빛의 정체가 무엇인지 그리고 빛이 어떤 성질을 가지는지를 아는 것은 매우 중요한 일이다.
그러나 빛의 정체를 알아내고 빛의 속도를 측정하는 일은 여간 어려운 일이 아니었다.

빛에 대한 연구가 본격적으로 시작된 것은 17세기부터라고 할 수 있다. 뉴턴과 동시대를 살았던 많은 과학자들은 빛의 본질에 대한 열띤 논쟁을 전개했다. 일부는 빛을 파동이라고 보았고 일부는 작은 입자의 흐름이라고 주장했다.
하위헌스(Christiaan Huygens, 호이겐스, 1629~1695)는 빛은 파동이라고 주장하고 파동의 성질을 이용하여 간섭과 회절을 설명하려고 시도했다.
그러나 뉴턴(Isaac Newton, 1642~1727)은 빛이 눈에 보이지 않는 작은 입자의 흐름이라고 주장했다. 뉴턴의 권위에 힘입어 빛의 입자설은 오랫동안 정설로 받아들여졌다.

그러나 19세기 초 영국의 토마스 영 (Thomas Young, 1773~1829), 프랑스의 프레넬(Augustin Jean Fresnel, 1788~1827)과 같은 과학자들은 파동이론을 이용해 빛의 간섭과 회절 현상을 성공적으로 설명해 냈다.
19세기 말에는 영국의 맥스웰(James Clerk Maxwell, 1831~1879)과 독일의 헤르츠(Heinrich Rudolf Hertz, 1857~1894)가 빛이 전자기파의 일종이라는 것을 이론과 실험을 통해 밝혀냈다. 이렇게 되어 빛의 본질이 무엇이냐 하는 해묵은 논쟁은 파동설의 승리로 막을 내리는 것처럼 보였다.

그러나 과학자들은 빛이 또 다른 성질을 가지고 있다는 것을 알아냈다.
빛이 가지고 있던 또 다른 성질은 광전효과를 연구하는 과정에서 밝혀졌다. 여러 가지 물질에 가시광선이나 자외선과 같은 전자기파를 비췄을 때 전자가 튀어 나오는 현상을 광전효과라고 한다. 이 때 나온 전자는 광전자라고 한다.

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