유명한 더블 슬릿 (이중슬릿 실험)
요약하자면,
1. 빛이나 전자는 파동의 성질을 가지고 있으므로, 이중슬릿을 통과한 후에 스크린엔 두개의 막대 무늬가 아닌 간섭무늬를 만들어 낸다.
간섭무늬가 일어나는 이유는... 잔잔한 물에 일어난 파도를 생각하면 된다. 가장 높은 곳을 마루peak, 가장 낮은 곳을 골trough 이라고 하면, 두개의 파동이 만날때 이 마루와 골이 만나는 곳은 +- 상쇄효과가 일어나 높이가 0이 된다. 바로 이 0이 되는곳 때문에 간섭무늬가 형성된다.
마루와 마루, 골과 골이 만나면 증폭되고, | 마루과 골, 골과 마루가 만나면 상쇄된다. |
2. 과학자들은 전자를 연속해서 쏘았기 때문에 그렇지 않을까 생각을 해, 전자총에서 전자를 '하나씩'만 쏘게 했다. 하지만 몇시간 뒤에 스크린을 확인해 보니 놀랍게도 간섭무늬가 생겼다.
이게 왜 놀라운 사실인지는 위의 간섭무늬가 일어나는 이유를 다시 생각해 보면 된다. 마루와 골이 만나서 상쇄효과가 일어나야만 +- 효과를 통해 0인 구간 즉, 아무것도 없는 지역이 나타난다. 하지만 과학자들은 전자를 하나씩 쏘았다. 혼자 날아가 슬릿을 통과한 전자가 누구랑 상쇄를 해서 간섭 무늬를 만들었단 말인가?
3. 과학자들은 슬릿 주변에 관측장비를 매달아, 매번 쏘는 전자가 어떤식으로 슬릿을 통과해서 간섭무늬를 만들어 내는지 확인하려 했다.
하지만 더 놀라운 일이 발생했는데, 관측장비로 관측을 하는 그 즉시, 전자는 마치 '관측 당하고 있다는 사실을 알기라도 하는듯' 스크린에 간섭무늬를 만들지 않고 두개의 막대 무늬를 만들어 냈다!
음....고교 수준의 물리라곤 하지만, 물리II를 배우지 않은 제겐 참 놀라운 사실입니다. (근데 양자역학을 정말 고등학교에서 가르치나요? ㄷㄷ 전 생물II'만' 배워서) 우주의 구조 책을 읽으면서 가장 놀랍고 신비했던게 바로 이 양자역학에 대한 설명이어서.. 호기심이 들었습니다만, 비물리학도가 읽을만한 '쉬운'양자역학 책을 고르기가 쉽지 않더군요.
양자 역학의 법칙
- 저자
- Transnational College of LEX 지음
- 출판사
- GBRAIN | 2011-11-22 출간
- 카테고리
- 과학
- 책소개
- 양자물리학에 대한 새로운 도전!『양자 역학의 법칙』은 양자물리학...
원래 제목은 <수학으로 배우는 양자 역학의 법칙> 입니다. Hippo Family Club 라는 매우 특이한 단체(?)에서 쓴 책으로, 그림도 많고 친숙한 형식의 책이라 괜찮아 보였습니다. 제목에서도 알 수 있듯 수학이 들어 있긴 합니다만, 일반인들도 직접 계산을 해 볼 수 있을정도로 설명이 잘 되어 있습니다. 어느정도 수준까지 이해 할진 (혹은 과연 다 읽을 수나 있을진) 모르겠습니다.
자간도 크고, 그림도 많고, 대화체로 된 글이라 읽기에 부담이 없네요
다만..책이 약간은 부담스러울 정도로 두껍다는...(780페이지)
이건....자격증을 한번 따 볼까 싶어서...ㅋ
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