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요약
물체가 시간과 공간에서 파동의 운동을 나타내는 수학식에 따라 그 행태나 성질이 변하는 양상.
물질파라고도 함.
1924년 프랑스의 물리학자 루이 드 브로이는 이미 실험적으로 확립된 빛의 파동-입자적 성질에 대한 유추해석을 바탕으로 모든 입자는 입자의 성질뿐 아니라 파동의 성질도 가진다고 주장했다. 그후 3년이 지나 전자의 파동이 실험으로 증명되었다. 그러나 우리가 일상 생활에서 보는 물체의 파장은 전자의 파장보다 훨씬 작기 때문에 이러한 물체의 파동적 성질은 관측할 수 없으며 모두 입자처럼 행동한다.
따라서 드브로이파는 원자보다 더 작은 입자(원자구성입자)를 연구할 때 중요하다.
원자구성입자를 드브로이파로 보면 장애물을 넘을 수 있기 때문에 통상적으론 존재할 수 없다고 생각되는 곳에서도 입자가 발견되는 현상을 설명할 수 있다. 이것은 마치 소리가 벽을 뚫고 전달될 수 있는 것과 같다. 예를 들면 알파 붕괴가 일어날 때 무거운 원자핵의 일부가 떨어져 나올 수 있다.
이 핵의 조각(알파 입자)은 입자로 보면 핵을 둘러싸고 있는 힘의 장벽을 뚫기에는 에너지가 부족하지만, 파동으로 보면 그 장벽 사이로 새어 나올 수 있다. 즉 파동성을 가진 핵 조각은 핵의 바깥 부근에 나타날 확률이 있다.
그런데 핵 주위를 돌고 있는 전자의 경우처럼, 닫힌 궤도를 돌고 있는 드브로이파는 궤도의 길이가 파장의 정수배가 될 때만 존재할 수 있고, 그렇지 않으면 파는 스스로 소멸한다. 이 필요조건 때문에 원자 내의 전자는 모든 궤도를 다 이용하지 못하고 특별한 궤도만을 선택한다. 외부에서 힘을 가했을 때 입자의 파동성이 어떻게 변하는가는 슈뢰딩거 방정식이라는 양자역학의 기본 방정식을 통해서 설명할 수 있다.
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