하위헌스 원리

개요

파동에 대해서 성립하는 일반 법칙

제정

아이작 뉴턴과 동시대에 활동하던 물리학자였던 하위헌스라는 네덜란드의 물리학자가 파동의 행동을 설명하기 위해서 제정한 법칙이다. (법칙이지만, 어째서인지 하위헌스의 원리라고 불린다.)

내용

'모든 파동은 매 순간순간마다 파동을 구성하는 모든 질점이 각각 그를 중심으로 하는 원형파를 발생시키는 새로운 파원이 되며, 매 순간마다 파동을 구성하는 모든 질점에서 각각 발생한 원형파 모두의 공통접선이 그 다음 순간의 파동을 이룬다' 라는 원리이다. 쉽게 설명하면, 한 순간에서 파동의 진행 파면상의 모든 점들을 중심으로 하는 원형파들을 설정한 뒤, 그 모두의 공통접선을 그리면 그 다음 순간의 파면을 얻을 수 있다는 원리이다. 질점이니 "매 순간 순간"이니 여튼 현대 물리학에서는 실존하지 않는 개념을 디립다 쓰고 있는 정의라서, 차라리 물리학 이론으로 대하는 것보다는 문과적 관점에서 보는 게 이해하기가 훨씬 더 쉬울 정도이다.

여튼 물리학 법칙임에도 문과의 눈으로 봐야지만 매끄럽게 이해가 되는 이 골치아픈 법칙이 물리학계에서 버티고 있는 이유는, 파동의 굴절이니 반사니 간섭이니 회절이니 하는 "물질들은 일으킬 수 없고 파동만이 일으킬 수 있는 파동의 고유한 성질"들이 전부 다 빠짐없이 하위헌스의 원리로 설명이 되기 때문이다. 아인슈타인의 광전 효과 해석 이전까지 물리학계에서 빛을 파동이라고 해석했던 것이 바로 빛이 하위헌스의 원리를 말끔하게 만족시킨다는 사실 때문이었고, 물리학자들마저도 골 때려하는 물리법칙인 물질-파동의 이중성이 바로 분명히 소립자인 전자 알갱이를 영의 이중슬릿 실험 장치에 통과시켰더니 회절도 하고 간섭도 하더라는, 파동으로서의 성질을 정확히 만족시켰기 때문이다.

이과 고딩들은 고딩물리에 나오는 파동의 궤적 계산을 스넬의 법칙 하나 외우고 끝내는 경향들이 있는데, 제대로 이해하려면 하위헌스의 원리를 반드시 숙지하고 가야 한다.