핵심 원리

이중 슬릿에 빛을 통과시키면 밝고 어두운 간섭무늬가 나타납니다. 경로차가 파장의 정수배이면 보강 간섭, 반파장의 홀수 배이면 상쇄 간섭입니다. 영의 실험은 빛의 파동성을 입증했습니다.

탐구 질문

  • 파장이 긴 빨간빛과 짧은 파란빛 중 어느 쪽의 간섭무늬 간격이 더 넓을까요?
  • 슬릿 간격을 좁히면 스크린의 밝은 띠 간격은 어떻게 바뀔까요?
  • 영의 이중 슬릿 실험이 빛의 파동성을 보여 주는 까닭은 무엇일까요?

실험 해석

  • 경로차가 mλ이면 두 파가 같은 위상으로 만나 밝은 무늬가 생깁니다.
  • 경로차가 (m + 1/2)λ이면 두 파가 반대 위상으로 만나 어두운 무늬가 생깁니다.
  • 무늬 간격은 Δy = λL / d로 계산되므로 파장과 스크린 거리가 커질수록 넓어지고, 슬릿 간격이 커질수록 좁아집니다.

실생활 예시

  • CD와 DVD 표면의 무지개색
  • 비눗방울이나 기름막의 간섭색
  • 얇은 막 코팅 렌즈의 반사 억제
교과서 연계: 물리학 III편 p138~143 — 빛의 파동성, 이중 슬릿 간섭, 영의 실험
Wave Optics Simulation

빛의 이중 슬릿 간섭

광원, 이중 슬릿, 스크린을 한 장면에서 보며 간섭무늬와 강도 분포를 동시에 탐구하세요.

중앙 밝은 무늬가 가장 강합니다.
파장, 슬릿 간격, 스크린 거리를 바꾸면 Δy = λL / d 에 따라 띠 간격이 함께 달라집니다.

🌈 빛의 이중 슬릿 간섭 (영의 실험)

파장 λ550 nm
슬릿 간격 d0.50 mm
슬릿 폭 w0.15 mm
스크린 거리 L1.00 m
무늬 간격 Δy1.10 mm
관측점 P중앙 (0.00 mm)
경로차 Δr0.00 λ
보강 간섭 (밝은 무늬)

경로차 = mλ (m = 0, ±1, ±2, ...)

상쇄 간섭 (어두운 무늬)

경로차 = (m + 1/2)λ

의의

빛이 파동임을 입증한 대표적 실험입니다. 오른쪽 패턴을 클릭하면 특정 점 P에서의 경로차를 바로 확인할 수 있습니다.

S₁
S₂
P
Interference Pattern

간섭무늬와 강도 분포

스크린 패턴과 I ∝ cos²(πdy / λL) 그래프를 함께 보세요. 패턴을 클릭하거나 드래그하면 관측점 P가 이동합니다.

오른쪽 패턴 클릭: 관측점 P 이동
Fringe Gap 1.10 mm

파장과 스크린 거리가 커질수록 넓어집니다.

Probe Point 0.00 mm

중심축에서 관측점 P까지의 위치

Path Difference 0.00 λ

S₁과 S₂에서 P까지의 거리 차

Condition 보강 간섭

경로차가 정수배 파장에 가까운 상태