파동 입자의 빛의 이중성에 대하여

파동 입자 이중성은 모든 물질이 동시에 입자와 파동 특성이 있는 양자 역학의 속성입니다. 고전 역학에서는 파동과 입자의 성질이 매우 다르지만, 양자 역학에서는 두 가지 개 놈이 하나의 개념으로 통합됩니다. 역사적으로, 파동-입자의 이중성은 빛이 입자인지 파도인지에 대한 논쟁에서 시작되었습니다. 빚은 두 가지 특성이 있다는 것이 실험을 통해 증명되었고, 그 후에 빛뿐만 아니라 다른 모든 물질도 입자와 파동 특성을 모두 가지고 있다는 것이 밝혀 져 습니다. 싱글 슬리입니다. 그것은 하나의 슬리 (구멍이 하나 있는 플레이트)으로 빛을 방출합니다. 화면에서 관찰된 때 회전은 가운데에서 밝게 보였으며 점차 옆으로 확장되어 흐렸습니다. 그것은 모두 빛과 파도 이론의 입자 이론에 관한 것입니다. 이중 슬리입니다. 이중 슬리 (플레이트에 얇고 인구 멍이 두 개 있는 구조)으로 빛을 방출합니다. 일반적으로 빛이 두 개의 쓸렸을 통과할 경우 화면은 두 개의 단일 슬 릿 패턴의 조합이 될 것으로 예상합니다. 그러나 실험 결과 화면에 나타나는 패턴은 예상보다 넓을 뿐만 아니라 (단일 슬리 실험에서 관찰된 패턴의 합) 밝고 어두운 부분이 번갈아 나타납니다. 이것은 빛을 입자로 생각할 때 복잡한 설명이었지만, 파동처럼 빛이 간섭 패턴을 나타낼 때 쉽게 설명되었습니다. 즉, 조명의 보강 간섭과 어둠의 오프셋 간섭을 쉽게 설명할 수 있었습니다. 이중 슬리에 매우 약한 빛을 방출합니다. 결과적으로 빛의 위치가 화면에 점처럼 하나씩 표시됩니다. 빛의 입자 특성을 나타내는 것처럼 보이는 이 프로세스를 계속 진행하면 처음에는 화면에 점으로 관찰되지만, 시간이 지남에 따라 전체적인 모양이 파장 간섭 패턴의 간섭 패턴과 같아집니다.이 현상을 설명하기 위해, 사람들은 빛이 자신을 방해한다는 재미있는 결론을 내렸습니다. 위의 2-2 실험에서 관찰자를 각 슬리 옆에 설치 하고 매번 빛을 관찰하면 결과가 다릅니다. 처음에는 점처럼 화면에 나타나지만, 모두 수집하면 이전의 2-2 결과와 달리 간섭 패턴을 거시적으로 관찰할 수 없습니다. 다시 한번 정리해 보겠습니다. 입자 이론으로 2-1의 결과를 기술하면 처음에는 점처럼 생긴 모양이 화면에 나타나는 것은 당연하며, 두 개의 쓸렸을 통과하면서 여러 개의 입자가 동시에 벌레들 한다고 하지만 그 경로는 파동의 간섭 패턴을 나타낼 수 있도록 화면과 충돌합니다. 파동의 간섭 깨 회전이 나타났다는 파동 이론으로도 같은 결과를 설명할 수 있는데, 그 지점에서 나타나는 첫 번째 현상은 얇은 파동이 쓸렸을 통과해 점처럼 화면에 나타난다는 것입니다. 그러나 입자와 파동 이론은 설명하기 어렵습니다. 한 사람씩을 보내 간섭할 수 없기 때문인데 결론은 간섭과 같습니다. 그러고 나서 그들은 빛이 자신을 빙해한다는 우스운 결론에 도달했고, 심지어 누군가에게 빛 아이 관찰될 때 (2-3) 그것은 자신을 방해하는 것을 멈추고 입자를 가지고 행동한다는 더 우스운 결론에 도달했습니다. (코펜하겐의 물질 복식 해석 참조) 광전 효과는 금속이나 다른 물질에 빛이 가해지면 전자가 튀어나오는 현상입니다. 광전 효과의 결과가 빛의 파장 이론에 따라 예측되면 빛의 파장 (즉, 빨강에서 자주색까지)이 짧을수록 에너지는 커 집니다. 나아가 파도는 서로 겹치기 때문에 빚의 양을 늘린다 하더라도 에너지를 늘려야 합니다. 빛의 에너지가 이렇게 크면 빚이 켜질 때 방출되는 전자의 수는 더 많아지고, 전자의 운동 에너지는 더 커지게 됩니다.하지만 태양광 발전 실험의 결과는 파동 이론에 의해 예측된 것과는 달랐습니다. 물론, 전자는 짧은 파장의 빛에 노출되었을 때 엄청난 운동 에너지를 가지고 날아갔습니다.하지만 보라색 빛이 있어도 튀어나올 전자는 많지 않았습니다. 즉, 방출되는 전자의 수와 파장은 무관하다는 것입니다. 그리고 빛이 파동 이었다면, 파장이 긴 빨간색 이어도 겹칠 수 있기 때문에 에너지가 충분히 증가했고 전자는 빛에 의해 튀어 나와야 했습니다. 그러나 장파장 빛이 강할 때는 전자가 튀어나오오 지 않았습니다. 그것은 마치 전자가 날 수 있는 파장 (또는 에너지)에 한계가 있는 것처럼 보였습니다. 그리고 같은 파장의 빛을 적용한다면 빛의 세기에 따라 날아간 전자의 수는 다르겠지만 날아간 전자의 운동 에너지는 같을 것입니다. 즉, 빛에 의해 방출되는 광전자의 운동 에너지는 빛의 파장과 아무 상관이 없습니다. 또한, 나가는 총 전자의 수는 빛의 강도 (한계 파장 또는 에너지 초과)에만 관련이 있습니다. 빛의 파동 이론에서 광전 효과를 설명하는 데는 한계가 있습니다.이를 설명하기 위해 아인슈타인은 마르크 | 스칼 에른스트 루트비히 플랑크의 양자 가설을 빛을 보는 관점으로 소개하고 이를 입자로 여겼습니다. 아인슈타인은 후에 노벨 물리학상을 받았습니다. 아인슈타인이 발표한 바로는, 위의 현상은 다음과 같이 설명됩니다. 빨간색은 작은 에너지 입자의 집합체이고, 보라색 빛은 큰 에너지 입자의 집합체이다. 붉은빛의 경우 각 빛의 입자의 에너지가 작아서 아무리 빛의 입자가 전자에 조사되어도 전자는 결합을 끊을 수 있는 충분한 에너지를 얻을 수 없고, 전자는 금속에서 방출되지 않습니다. 그러나 전체 빛의 강도가 약해도 보라색 빛의 각 입자가 큰 에너지로 전자와 충돌하기 때문에 금속에서 탈출하기 위해 전자를 만들 수 있을 뿐만 아니라 탈출한 전자도 운동 에너지가 큽니다. 물론 강한 자줏빛 빛, 즉 에너지가 많은 빛의 입자를 많이 비 | 춘다면, 많은 전자가 같은 운동 에너지를 많이 가지고 자연 적으로 방출될 것입니다. 아인슈타인의 광전 효과를 간단히 요약하면, 빛은 광자의 입자로 이루어져 있으며, 각 광자가 가지고 있는 에너지가 클수록 충돌하고 탈출하는 전자의 에너지도 커집니다.