Light   빛, 광 [빛]

(2020-07-06)

광파, Light Wave, 광 [光]

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1. 빛 또는 광 (Light)복사하는 에너지 (Radiation Energy)

  ㅇ 파동성입자성 모두를 갖음 (빛의 이중성)
     - 공간을 전파하는 파동성으로 볼 때는, 전자기 복사선(전자기파,전자파)이라고 함 
     - 흡수/방출 과정에 주로 나타나는 입자성으로 볼 때는, 광자(Photon)라고 함


2. 빛의 성질

  ㅇ 빛 성질의 다양성
     - 빛의 직진성  :  모든 방향으로 퍼져나가며 직진함. 이를 광선이라고 함       ☞ 기하광학 참조
        . 직진하는 빛이, 서로 다른 매질의 경계면에서  :  입사 반사 투과 흡수 굴절
        . 빛의 직진성과는 모순되는 반대 현상  :  회절, 간섭, 편광, 산란
        . 빛의 전파 모형 : 두 극단적이고 단순화시킨 모형 (평면파, 구면파)
     - 빛의 파동성
        . 간섭  :  빛의 간섭(보강간섭/소멸간섭)
        . 회절  :  빛 파동직선 경로에서 벗어나는 현상
        . 편광  :  빛은 횡으로 진동하는 전자기파
        . 빛의 파동성에 근거한 방정식  :  맥스웰 방정식
     - 빛의 입자성  :  광전효과, 열 복사, 컴프턴 산란광자 참조
     - 빛의 온도 의존성  :  흑체, 색온도
     - 빛의 발생    ☞  발광 (냉광 발광 : 형광/인광, 백열 발광), 복사 참조

  ㅇ 빛 성질의 구분
     - 빛의 색깔의 단일성 여부 : 단색 광(Monochromatic), 다색 광(Polychromatic)
     - 빛의 편광이 일정한 여부 : 선형 편광, 무 편광
     - 빛의 편광 상태에 따라   : 평행 편광, 수직 편광
     - 빛의 위상의 일치성 여부 : 가간섭성(Coherent), 비간섭성(Noncoherent)
     - 빛의 퍼짐 여부          : 평행 광(Collimating), 방사3. 빛의 량(量), 세기(밝기), 단위측광 참조

  ㅇ 빛의 량(광량)  ☞ 광선속 (빛의 다발량)       [lm]
  ㅇ 빛의 세기광도 (점광원 밝기의 척도)  [cd]
  ㅇ 발광 세기휘도 (발광면 밝기의 척도)  [cd/m²]
  ㅇ 수광 세기      ☞ 조도 (수광면 밝기의 척도)  [lx] = [lm/㎡]
  

4. 빛의 속도 (광속도)    ☞  파동 속도 참조매질에 따라 빛의 속도가 달라짐
     - 진공중 (매질이 없는 진공 중에서 가장 빠름)
        .  c = 1 / √ε。μ。≒ 3 x 108 [m/s]  (c는 라틴어의 celer 빠르다에서 나옴)
           .. 지구를 한 바퀴 도는데 1/7 초 정도 (소리 속도 340 m/s 보다 거의 10만배)
     - 물속에서는, c ≒ 2.24 x 108 [m/s] 
     - 유리에서는, c ≒ 1.85 x 108 [m/s] 등

  ㅇ 매질 파라미터와의 관계
     - 굴절률 n 과의 관계   
        .  n  =  c/vp ≥ 1
           .. 굴절률진공 중 빛의 속도 c를 매질 내 빛의 속도 vp로 나눈 비율
     - 유전율 ε,투자율 μ 과의 관계
        .  c  =  1 / √εμ

  ㅇ 파동 속도(v), 주파수(f), 파장(λ) 관계 : 즉, 세 양(量)이 상호 연관적임
     -  파동 속도 = 주파수 x 파장 ( v = f λ, c = f λ )
  

5. 빛의 파장,주파수

  ㅇ 빛의 파장
     - 통상, 380 ~ 780 nm 사이의 가시광선 영역을 말하나, 
        . 파랑 약 480 nm 이하, 녹색 약 480~560 nm, 빨강색 약 630 nm 이상 등
     - 넓게는  적외선(780~1000 ㎚), 가시광선(빨주노초파남보), 자외선(10~397 ㎚) 영역 까지,
     - 더 넓게는  감마선(0.03 ㎚ 이하), X 선(0.03~30 ㎚)까지도 포함하기도함

  ㅇ 빛의 주파수
     - 통상, 3000 GHz 이상 (가시광선 430 ~ 750 THz)

       


6. [참고사항]

  ㅇ 빛은 을 자극하여 시각을 일으킴
     - 인간의 으로 느낄 수 있는 파장대(약 380~780 nm)의 빛 ☞  가시광선 참조 
     - 빛의 색(Color) 참조
  ㅇ 빛에 의한 통신광통신 참조
  ㅇ 빛 소자           ☞  광소자 참조
  ㅇ 태양 빛태양광 참조
  ㅇ 빛에 관한 학문    ☞  광학 (기하광학,파동광학,분광학,색채학,광도학 등) 참조


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