매니아 지식인) 빛의 밝고 어두음의 물리적 표현이 무엇인가요?

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2016-05-26 23:29:36

너와 나 모두가 싫어하는 물리 그중에서도 빛에 대한 질문입니다.고교 물리를 공부할일이 생겨서 공부 중인데

파동으로서 빛의 밝기는 어떻게 표현이 되나요?

전자기학에서의 정현파 전류나 전압의 크기는 사인 그래프의 "진폭"에 해당되고, 소리의 크기 또한 파동 사인 그래프에서 "진폭"에 해당합니다.

근데 파동으로서 빛을 설명할때 고정된 빛의 속도에서 파장과 진동수를 가지고 설명하는데 진폭에 대한 이야기는 없잖아요? 있는데 저만 모르는건가요?

빛 에너지는 플랑크 상수와 진동수의 곱으로 표현이 되는데 (E=h*f) 에너지가 밝기를 의미하는건가요? 광전효과 파트에서 금속에 있는 전자를 탈출 시키기 위해 금속에 쪼여주는 빛 중에 밝은 빛과 어두운 빛을 비교하는 문제입니다. 빛의 밝기가 센 빛이 파장이 길다고 해답지 해설이 있는데 이 부분이 이해가 안가서 질문 드립니다. 에너지가 빛의 밝기라면 밝은 빛은 진동수가 큼-> 진동수와 반비례하는 파장은 짧음이 되야 하는데

Comments

2016-05-27 00:18:36

E=hf는 광자에 의해서 전자에 가해지는 에너지를 의미합니다. 그리고 더 밝은 빛이라 함은, 더 많은 광자를 의미하는데, 전류의 세기와 관련이 있습니다. 아마 해설지의 답이 그런 것은, 전류의 세기가 더 세기 때문일 겁니다.

Updated at 2016-05-27 08:38:10

답변 감사합니다. 광전효과에 대한 이해가 부족해서 질문이 중구난방이였는데 용어를 확실히 써주니 개념이 명확히 이해가 되네요. 내공이 대단하십니다

빛의 밝기라는게 물리 참고서 2권을 봐도 잘 쓰이지 않는 용어네요. 간섭 회절에서의 빛의 세기나 빛에너지, 빛 운동량의 크기는 자주쓰는 용어인데 광전효과에서만 말씀하신 대로 측정된 전류의 진폭을 빛의 밝기로 정의하는거였군요. 그래도 여전히 빛의 파장과 빛의 밝기의 관계는 이해가 안가네요

Updated at 2016-05-27 08:58:01

우선 광전효과가 왜 일어나는지 이해하실필요가 있습니다.

금속마다 다른 특정 일함수 이상의 에너지를 갖는 빛을 금속에 비쳐주면, 전자가 에너지를 갖게되고, 이는 전자의 포텐셜과 관계가 있습니다. (이게 전위차를 갖게 합니다.) 이렇게 포텐셜을 갖게 되면 전압(전위차)이 생기고, 광전효과가 일어나는 곳에서 전류가 흐르게 됩니다. 전류는 단위시간당 움직이는 전하의 수로, 전자가 얼만큼 움직이느냐가 관건입니다. 즉, 광자의 총량이 영향을 주게 됩니다. (각각 일함수 이상의 에너지를 갖는 광자의 총량)

빛의 파장은 진동수와 관계가 있습니다. 진동수가 크면 파장이 짧고, 진동수가 작으면 파장이 깁니다. 당연히 자외선에 가까운 빛을 비추면 높은 전압이 생길 것이고, 대신 빛의 양(광자량)이 작으면 전류의 세기가 작겠지요. 농구로 치면 덩크랑 미들슛같은 느낌이랄까요? 덩크는 강렬하지만(같은2점) 미들슛은 소프트하지만 또 같은 2점. 점수가 전류고, 강렬함, 소프트함의 차이가 전압을 대변한다고볼 수 있겠네요