빛이 어떻게 이동하는가

기본 사항

빛이 있으라!

2과: 빛의 속도

이번 수업에서는 빛이 무엇이고, 어디에서 오는지, 그리고 프리즘에 비추면 왜 스펙트럼이 되는지 알아보겠습니다.

빛을 움직이는 것은 무엇인가?

우리는 모두 빛이 움직인다는 것을 알고 있지만, 작고 작은 발이 있는 것은 아닙니다. 그렇다면 무엇이 빛을 움직이는 것일까요? 햇빛이 지구에 도달하기까지 얼마나 빨리 이동하는지 생각해보면, 어떻게 움직이는지 의아해집니다. 초당 186,000마일의 속도로 우주를 가로지른다는 것은 과학의 진정한 미스터리 중 하나입니다. 왜냐하면 우리에게 빛은 항상 거기에 있기 때문입니다. 매일. 빛은 여기로 오기 위해 여행하는 것처럼 느껴지지 않습니다. 항상 여기에 있었던 것처럼 느껴집니다. 그리고 햇빛은 기분이 좋습니다! 우리를 행복하게 합니다. 사라지면 그리워하고 돌아오면 행복합니다. 그것은 주관적인 평가가 아닙니다. 과학적 이유가 있습니다. 빛은 우리의 기분에 영향을 미칩니다.

이런 천상의 마법의 묘기를 어떻게 수행하는지 이해하려면, 가까이서 빛을 볼 수 있는 현미경을 상상해 보세요. 빛은 직선으로만 움직일 수 있기 때문에 그 빛 자체가 마른 스파게티 한 조각처럼 직선이라고 생각하기 쉽습니다. 하지만 우리는 틀렸습니다. 빛은 직선으로 이동하지만, 실제로는 마른 스파게티 한 조각보다는 라면과 더 비슷해 보입니다. 물결 모양입니다. 빛파는 진동합니다. 그리고 그 진동으로 인해 빛줄기가 근원에서 멀어집니다. 음叉를 생각해 보세요. 음叉가 진동의 근원입니다. 눈으로 볼 수 있는 것보다 더 빠르게 앞뒤로 움직이기 때문에 진동하는 것을 볼 수 없습니다. 하지만 분명히 들을 수 있고 진동하는 것을 느낄 수 있습니다. 라면의 모든 꼬임 ~이다 진동…튜닝 포크의 앞뒤. 하지만 꼬임은 무엇 때문에 생기는 걸까요? 꼬임은 전자기(EM) 장에 의해 생성됩니다.

전자기(EM)장

전자기장 지구나 태양과 같은 거대한 행성체의 회전으로 생성됩니다. 지구의 용융된 핵은 지구가 회전함에 따라 회전하고, 회전하면서 발생하는 마찰이 지구의 자기장을 생성합니다. 오로라 보레알리스를 본 적이 있다면 지구의 자기장이 작용하는 것을 본 것입니다. 그 자기장은 오로라가 하늘을 가로질러 파도처럼 물결치게 하는 원인입니다. 전기적으로 충전된 입자는 태양이 끔찍하고 무서운 태양 방귀를 낼 때 방출됩니다. 기술적으로 "태양 질량 방출" 또는 "태양 플레어"라고 합니다. 정말 큰 입자는 지구를 둘러싼 자기권과 상호 작용하여 멋진 빛의 쇼를 만듭니다. 그러나 전기와 자기는 또한 우리가 "색상"으로 인식하는 것을 만드는 데 함께 작용합니다.

알아요…누가 신경 쓰나? 글쎄, 당신이 색상을 이해하려고 한다면, 당신은 그럴 것입니다. 왜냐하면 이 두 필드가 서로를 끌어당기면서 앞뒤로 진동하는 것이 "파동"의 물리적 형태를 띠기 때문입니다. 파동 ~이다 진동입니다. 음叉든 태양이든, 근원에서 바깥쪽으로 방사되는 것입니다. 파동은 빛을 움직이는 것입니다. 앞뒤로 진동하는 속도가 빛을 매우 빠르게 움직이는 원인입니다. 그리고 여기에 멋진 부분이 있습니다... 그 파동의 꾸준한 진동과 진동하는 속도가 육안으로는 황금색이나 흰색으로 보이는 햇빛이 스펙트럼을 구성하는 색상으로 뭉쳐지게 하는 원인입니다.

하지만 EM 장은 어떻게 그런 일을 하는 걸까요? EM 장은 실제로 두 개의 별개의 실체입니다... 전기장과 자기장. 전기장은 자기장을 만들고, 자기장은 전기장을 만듭니다. 서로에 대한 관계는 우리가 나무와 맺고 있는 관계와 동일합니다. 나무는 우리가 숨쉬는 산소를 내쉬고, 우리는 나무가 숨쉬는 이산화탄소를 내쉬죠. 우리는 존재하기 위해 서로가 가진 것이 필요합니다.

진동

나무와 사람 사이의 그 왕복은 전기장과 자기장 사이에서 일어나는 공생적인 왕복과 같습니다. 그들은 "진동"이라고 불리는 끝없는 왕복 운동의 순환 속에 존재합니다. 그 끊임없는 왕복은 파동을 앞으로 움직이게 합니다. 그 왕복의 속도 때문에 파동은 정말 엄청나게 빠르게 움직입니다. 음叉와 마찬가지로 진동은 우리의 육안으로는 인식하기에는 너무 빠릅니다. 하지만 자연에서 무지개를 만드는 공기 중의 물방울처럼 프리즘의 유리도 같은 일을 합니다. 빛이 유리를 통과할 때, 우리는 빛파동을 우리가 "색상“. 왜 이 밴드들은 다른 색깔을 가지고 있을까요? 간단히 말해서 모든 파동이 같지는 않습니다. 더 긴 답은 다음 수업의 주제입니다: “파동 역학”.

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