파동의 간섭

요약 주어진 영역 내에서 두 개 혹은 그 이상의 파동이 중첩되는 것을 파동의 간섭이라고 하며 보강간섭과 소멸간섭이 있다.

두 개 혹은 더 많은 파들이 어떤 주어진 영역에서 겹칠 때, 그것들은 중첩되었다고 한다. 합성파동함수는 선형중첩의 원리에 의해 주어진다. 그림은 두 개의 펄스를 줄을 따라 서로를 향해 보낼 때 어떤 현상이 일어나는지 보여준다.

[그림]에서처럼, 두 펄스가 같은 부호를 가질 때 간섭은 보강적이고 합성파의 변위는 둘 중 어느 파의 변위보다 크다. [그림]에서 보듯이, 반대부호를 가질 때 간섭은 소멸적이고 합성파의 변위는 둘 중 어느 것보다 작다. 같은 모양의 마루(양의 변위)와 골(음의 변위)이 겹칠 때 파들은 서로 소멸하어 없어질 것이라고 기대할 수 있다. 하지만 각 파동은 에너지를 가지고 있으며 이것이 없어지는 것은 이치에 맞지 않다. [그림]이 보여주는 것처럼, 파동이 중첩되고 나서도 파동은 모양이 변하지 않은 채로 남아있다. 즉 파동은 서로 간섭은 일어나지만, 입자가 하는 것처럼 서로 상호작용하지 않는다.

빛은 파동의 성질을 가지고 있어 간섭을 일으킨다. 태양빛은 가시광선 영역의 모든 색깔을 담고 있다. 무지개가 보이는 이유는 태양빛이 빗방울을 지나갈 때 각각의 파장에 따라 굴절되는 각도가 다르기 때문이다. 이와는 달리 비눗방울이나 기름표면에서 볼 수 있는 무지개 같은 아름다운 색깔은 막의 두 표면에서 반사된 빛의 보강간섭 또는 소멸간섭에 의한 것이다. 매우 얇은 막의 두 표면에서 반사된 빛이 보강 또는 소멸간섭하여 특정 파장의 색깔이 잘 보이거나 보이지 않게 된다.