물결끼리 더하고 지우기 (파동의 간섭)
Interference of waves
물결 두 개가 겹치면 더 커질까요, 아니면 서로 지워질까요?
무슨 일이 일어났나
두 물결이 겹치는 곳에서는 높이가 서로 더해지는데, 이것을 파동의 간섭이라고 합니다.
마루와 마루가 발맞춰 만나면 더 큰 물결이 되고(보강 간섭), 엇박자로 만나면 서로 지워 잔잔해집니다(상쇄 간섭) — 진폭이 같으면 마루끼리 겹친 진폭은 두 배입니다(FSU 자기장 연구소).
두 파원에서 온 길의 차이가 파장의 0 · 1 · 2 … 배인 곳은 출렁이고 반 파장 · 1.5 파장 … 인 곳은 잔잔해서, 물통에 부채살 같은 무늬가 생깁니다.
엔진으로 세면 파장 4 cm 에서 간격 8 cm 는 ±14.5° · ±48.6° 에 잔잔한 줄 4 개, 12 cm 는 ±9.6° · ±30.0° · ±56.5° 에 6 개가 생깁니다.
간섭은 물결뿐 아니라 소리와 빛에서도 일어나며, 1801 년 토머스 영은 빛의 간섭을 찾아 빛이 파동임을 보였습니다(FSU).
📸 진짜 모습
불러오는 중…📸 사진아프리카 나미비아 앞바다의 바닷속 물결(내부파) — 해안에서 휘어진 물결들이 다시 만나 그물 같은 간섭무늬를 이룹니다.
출처: NASA/JSC · 퍼블릭 도메인 · NASA 그림 창고 원본 ↗
💡 생활 속 예시
- 비 오는 날 웅덩이에 빗방울 두 개가 거의 동시에 떨어지면, 두 동그라미가 겹치는 곳에 물결이 유난히 높은 곳과 반반한 곳이 엇갈려 생깁니다.
- 목욕할 때 두 손가락으로 물을 같은 박자로 톡톡 치면, 손가락 앞쪽으로 출렁이는 줄과 잔잔한 줄이 부채처럼 번갈아 펼쳐집니다.
🙅 오해 깨기오해 모음 보기
누가 왜 찾았나
1801 년 영국의 의사이자 물리학자 토머스 영은 빛끼리도 겹쳐 더해지고 지워진다는 것, 곧 빛의 간섭을 찾아냈습니다. 물결처럼 간섭한다는 것은 빛이 파동이라는 증거였고, 빛을 작은 알갱이의 흐름으로 본 뉴턴의 생각에 맞서는 결과였습니다(FSU 자기장 연구소 광학 연표).
확인된 값
- 간섭은 빛뿐 아니라 소리 파동과 고인 물의 물결에서도 일어난다
- light · sound · water 출처
- 물결이 발맞춰(같은 위상으로) 만나면 더해져 더 큰 물결이 된다 — 보강 간섭
- constructive 출처
- 엇박자로 만나면 서로 지운다 — 상쇄 간섭
- destructive 출처
- 진폭이 같은 두 파동의 마루끼리 겹치면 합친 진폭은 두 배
- 2 출처
- 토머스 영 (Thomas Young) 이 빛의 간섭을 찾아 빛이 파동임을 보인 해
- 1801 출처
- 영의 간섭 실험은 빛을 알갱이로 본 뉴턴의 생각(입자설)에 맞섰다
- challenges corpuscular theory 출처
교육과정에서는
- 한국 2022 · 역학과 에너지 · 탄성파와 소리
- 잉글랜드 · KS3 Physics: Observed waves
- 일본 · 高等学校 物理 (2) 波
출처
이어서 보기
같은 단원 · 파동의 기초
- 개념충격파와 체렌코프 빛
- 개념파동의 중첩과 정상파
- 개념가로 물결과 세로 물결 (횡파와 종파)
- 개념얕은 물에서 휘는 물결 (파동의 굴절)
- 개념파동이 나르는 에너지 (진폭과 에너지)
- 개념파동의 반사 (고정단 · 자유단 반사)
- 개념파동의 속력 (속력 = 진동수 × 파장)
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- 개념파동과 매질
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- 왜? 질문두 물결이 부딪치면 왜 부서지지 않고 서로 지나갈까?
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- 왜? 질문두 곳에서 물결을 일으키면 왜 잔잔한 줄이 생길까?
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