SCIENCE 3D | 빛 알갱이 (광자)

무슨 일이 일어났나

빛은 물결처럼 퍼지면서도 에너지는 낱낱의 덩어리로 주고받는데, 이 덩어리를 빛 알갱이(광자)라고 합니다.

MagLab 에 따르면 아인슈타인은 빛이 에너지 덩어리로 되어 있다고 보고 이를 양자라 불렀고 지금은 광자라고 부르며, APS 목록은 그의 1905 년 논문을 «빛은 알갱이의 흐름» 이라는 항목으로 소개합니다.

빛 알갱이 하나의 에너지는 진동수에 달려 있어(E = h·f), 시뮬레이터에서 400 nm 보라 알갱이는 3.10 eV, 650 nm 빨강 알갱이는 1.91 eV 입니다.

1 mW 초록 빛(500 nm)은 1 초에 빛 알갱이를 2.52×10¹⁵ 개나 내보내서, 낱낱의 알갱이를 느끼지 못하고 고르게 이어진 빛으로 봅니다.

빛 알갱이는 운동량 p = h/λ 도 가지는데, 500 nm 알갱이 하나의 운동량은 1.33×10⁻²⁷ kg·m/s 입니다.

빛을 세게 하면 빛 알갱이 하나하나의 에너지가 커진다.
APS 는 아인슈타인의 생각을 에너지가 진동수와 이어진 알갱이들의 흐름으로 설명합니다 — 세기를 키우면 알갱이 수가 늘 뿐, 하나의 에너지는 진동수(색)가 정합니다. 출처

APS 에 따르면 아인슈타인은 1905 년 진동하는 물체의 에너지에 쓰던 플랑크의 식을 빛에도 적용해, 빛이 끊긴 덩어리로 온다고 내놓았습니다. 진동수가 넉넉한 빛 알갱이라야 전자를 떼어 낼 수 있다는 이 생각으로 광전 효과가 풀렸습니다.

https://micro.magnet.fsu.edu/optics/timeline/people/einstein.html(확인 2026-11-12)
https://promo.aps.org/quantum-foundation-collection(확인 2026-11-12)
https://www.aps.org/apsnews/2005/01/einstein-photoelectric-effect(확인 2026-11-12)
https://physics.aps.org/articles/v18/24(확인 2026-11-12)
https://physics.nist.gov/cgi-bin/cuu/Value?c(확인 2026-11-12)
https://physics.nist.gov/cgi-bin/cuu/Value?hev(확인 2026-11-12)