Re:입사각과 반사각이 다른...

음...입사각과 반사각이 왜 같아야 하죠? 이 질문에 의문점을 가진 적이 없나 보군요.. 하긴 너무나도 당연하게 늘 보던 것이니까요... 그냥 야구공과 같은 것이라면 뉴튼 방정식을 들먹이면서 당연하게 이해가 되겠지만 빛은 전자기파로 계산했을 때만 이론 적으로 설명이 가능했었죠. 광자라는 입자로 하면 설명할 이론이 없습니다. 이것은 나중에 해결 되었는데 그것이 바로 QED 입니다. 어째든... 입사각과 반사각이 틀리게 만드는 방법은 간단합니다. 거울에 아주 가늘고 촘촘하게 흠집을 내는 것입니다. 아니면 cd-rom 뒷면이 그렇죠. cd-rom은 반사도가 좋은 금속면으로 되어 있습니다. 거울가 다른 점은 면전체가 균일하게 평평하지 않고 기록정보에 따라 홈이 촘촘하게 패여있죠?! 근데 문제는 홈의 크기는 그다지 작지 않다는 것입니다 분자의 크기보다 엄청나게 큰 크기 입니다. 광자의 크기는? 점혹은 거의 점에 가까운 크기입니다. 현재 알려진바로는 어떤 원자보다도 몇천배 몇만배 보다도 더 작다고 합니다.(만약 크기가 있다면) 고전적으로 생각해보면 면전체가 평평한 유리나 고작 원자보다도 몇천배나 큰 홈을 가진 cd-rom 면이나 광자의 입장에서 똑같이 넓고 넓은 평원입니다. 그러나, 광자는 이 다른 두면에 대해서 다르게 반응을 한다는 것입니다. 거울에서는 완벽하게 입사각=반사각 이 되지만 cd-rom에서는 입사각≠반사각이 아닌 경우가 생깁니다. 홈의 모서리에 부딪쳤다고요? 오노 물론 부딪쳐 거의 아무각도로나 반사 되겠지만, 그런 효과보다는 균일하게 광자의 진동수에 따라 반사각이 균일하게 변합니다. 이렇게 반응을 다르게 하는 것은 면이 얼마나의 넓이로 평평함이 지속되는냐와 관련이 있다는 것이 명백해집니다. 그리고, 그 면적이 얼마 작지않아도 광자에게는 민감하게 반응을 한다는 거죠. 따라서, 입사각=반사각이 오히려 더 부자연스러워 보이는 공식이 되어버립니다. 단순하게 입사각=반사각이 같다고 말하는 것은 조금만 더 깊게 들어가 보면 어리석은(?) 답변인 것을 금방알게 됩니다. 실제로 거울은 은입자가 유리면에 골고루 증착되어 있는 것입니다. 이걸 분자수준에서 보면 평평한 면이란 실제로 존재하지 않습니다. 원자핵이 띄엄띄엄 위치하고 있고, 전자들이 이리저리 정신없이 마구 날아 다닙니다. 그 뿐만 아니라 분자수준까지 가지 않더라도 그 면이 우리가 느끼는 것과는 달리 그리 평평하지않은 아주 울퉁불퉁한 산맥처럼 분포하고 있습니다. 따라서 우리는 단순히 "우리가 보기에 고른면"에서 입사각=반사각 이 된다는 것이라고 착각하고 있는 것이었던 겁니다. 입사각=반사각은 성립하죠. 단 그 거울이 충분히 넓을 때만! 실제로 거울의 면이 충분히 좁아지면 그 때부터는 반사하는 것이 아니라 산란을 합니다. 음... 이걸 자세히 설명하기에는 그리 쉽지가 않겠군요.. 나중에 QED에 대해서 자세히 알게 된다면, 그 때가서... ^^; --------------------- [원본 메세지] --------------------- 꽤 오래 됐지만, 파인만의 QED처음부분(솔직히 말하자면 3/4은 못 알아들은 것 같아요)를 읽으니까 반사각과 입사각이 다르다고 하면서, 무슨 유리(다 까먹었어요)의 예로 cd-rom을 들더라구요. 입사각과 반사각이 다르다구요? 어떻게 증명할 수 있죠? 그런데 왜 우리가 보통 생활하면서 보면 입사각과 반사각이 같게 나타나는거죠?