빛을 파동이라 생각한 호이겐스의 원리란?

Home - SCIENCE WAVE

 

 

빛은 파동의 성질을 가졌다고 생각한

호이겐스(Huygens)의 원리

 

  

뉴턴이 살았던 시대까지도 사람들은 ‘우주 공간은 비어있지 않고 에테르(ether, aether)라 부르는, 빛이 지나갈 수 있도록 하는 어떤 물질(매질 媒質)이 있다’고 믿고 있었다. 우주 공간을 에테르가 차지하고 있다는 생각은 고대 그리스 시대부터 내려왔다. 그러나 19세기에 이르러 스코틀랜드의 클러크 맥스웰(James Clerk Maxwell 1831-1879)이 “빛은 매질이 없어도 전파된다.”는 것을 밝히자, 에테르라는 말은 화학물질 중의 한 이름으로만 남고 우주 공간에서는 사라지게 되었다.  

 

빛이란 무엇일까? 17세기의 많은 과학자들은 빛의 성질에 대해 논쟁을 벌이고 있었다. 프리즘으로 빛을 굴절시키는 실험을 했고, 반사망원경을 처음 만들었던, 빛의 과학자이기도한 뉴턴은 “빛은 에테르로 가득 찬 우주 공간을 여행하는 입자(corpuscles)이다.”라고 규정했다.

 

그러나 뉴턴과 동시대에 살았던 네덜란드의 물리학자 크리스티안 호이겐스(Christiaan Huygens, 1629-1695)는 “빛은 진행 방향과 수직으로 파면(波面 wavefront)을 가진 파(wave)로 되어 있다.”고 말했다.

 

호이겐스는 어렸을 때 이웃에 있는 운하(運河)의 수면에 생기는 잔물결을 관찰하면서 이러한 생각을 가졌다. 그는 1690년에 쓴 <빛에 대한 보고서>에서, “마주 바라보고 있는 두 사람은 서로의 눈동자 속에 비친 자기 모습을 동시에 볼 수 있다. 이것은 빛이 어디로든 막힘없이 지나갈 수 있기 때문이다. 만일 빛이 입자로 되어 있다면, 마주치는 빛의 입자들은 충돌하게 되어 서로 마주볼 수 없게 될 것이다.”

 

이 책에서 그는 더 나아가 오늘날 ‘호이겐스의 원리’라 부르는, 빛이 파로서 작용하는 성질에 대해 다음과 같이 말했다.(호이겐스-프레넬의 원리 참조)

 

“파면(波面)의 모든 점은 새로운 파를 발생시키는 점원(點原)으로 작용한다.”

 

 

뉴턴의 중력의 법칙이란?