카오스재단

답변완료

빛의 속도는 c로 일정한데 빨간색 빛과 파란색 빛의 경우 광자가 가지고 있는 에너지가 다른데도 같은 속도를 내는 이유가 궁금합니다!! 같은 질량의 입자에 더 큰 추진력이 있다면 더 빨리 가지 않을까요??

답변내용

먼저 빛이 전자기파라는 사실을 이해해야 합니다. 전자기파는 전기장과 자기장이 번갈아가며 진동하면서 전달되는 파동입니다. 전기장의 변화에 의해 자기장의 변화가 생기고, 다시 자기장의 변화에 의해 전기장의 변화가 생기는 것이지요. 이를 맥스웰이 밝혀낸 방정식을 통해 계산하면 빛의 속도는 에너지에 관계없이 항상 일정함을 알 수 있습니다. 빛의 에너지와 색깔은 진동수 혹은 파장에만 의존하는데요. 빛은 장의 진동이기 때문에, 그 에너지는 결국 공간에 응축된 장의 에너지 밀도에 따릅니다. 따라서 진동수가 높아지면 에너지도 커지게 되는 것이지요. 단, 진동수가 높아짐에 따라 파장이 짧아지므로 둘의 곱으로 표현되는 속도는 일정하게 유지됩니다.

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