Young's Wave Theory of Light

원전 A Course of Lectures on Natural Philosophy and the Mechanical Arts (1845), I:359-370. Lecture 39.

영은 빛에 관한 다양한 현상들을 제시하며 빛의 입자론과 파동론이 그것을 설명할 수 있는지를 비교 평가한 후, 파동론의 상대적 우위를 주장한다.

진공 혹은 소한 균질 매질에서의 빛의 전파

어느 가설과도 모순되지 않음. 그러나 구멍을 통과하는 빛의 퍼짐(회절)을 설명하는 데 있어 입자론이 더 곤란을 겪는 것처럼 서술.

• 구멍을 통과하면서 빛이 퍼지는 현상(회절)을 설명하기 위해 입자론자인 뉴턴은 구멍의 경계가 (빛에) 인력을 작용한다는 보조 가설 주장. 그러나 회절 능력은 장애물의 종류에는 무관하고 구멍의 크기에만 의존하는데, 이를 설명하려면 다양한 물질과 다양한 굴절률을 가진 물질이 빛에 동일한 크기의 인력을 행사해야 함. 이는 improbable함. 또한 그 힘이 존재한다면 그 힘은 상당한 거리(0.25인치) 떨어진 거리에서도 작용해야 한다. 이는 다른 현상과 쉽게 화해하기 어려운 조건임.
• 파동론으로는 나름 쉽게 설명됨. 다만 퍼지는 각도가 수면파보다 작음. 그러나 이것은 소리가 수면파보다 덜 회절되듯이, 훨씬 고탄성 매질에서는 파동이 덜 회절되는 것으로 추론할 수 있을 것 같다.

투명한 밀한 매질에서의 빛의 전파

• 입자론은 원자들 사이에 빛 입자가 통과하기에 충분한 빈 공간이 있다는 전제 필요. 지금까지의 실험으로는 그럴 가능성이 충분히 있음.
• 파동론은 그런 전제 불필요. 공간과 입자의 비율은 크게 중요치 않음.

동일 매질에서의 동일 속도

• 입자론은 곤란. 빛의 속도로 빛 입자를 발사하기 위해서는 어마어마한 힘이 작용해야 함. 또한 원인에 상관없이 균일한 속도로 발사되어 속도가 유지되는 그런 투사체는 없음.
• 파동론에서 이는 너무나 당연.

반사 법칙과 굴절법칙

• 입자론은 인력 가정해야.
• 파동론은 매질 경계에서 속도 변화 발생 가정해야. 특히 소한 매질보다 밀한 매질에서 빛의 속도가 느려야 한다. 이 속도 변화가 완전히 입증될 경우, 인력 가설은 폐기되어야 하며, 입자론은 버틸 수 없을 것이다.

빙주석(Iceland spar)과

…. 붉은 빛이 보라 빛보다 파장이 길다는 가정을 하면, 진공 이외의 매질에서 빨간 빛이 보라 빛보다 느려져 빨간 빛이 보라 빛보다 굴절률이 커진다는 것 해명 가능.

빨간 빛이 보라 빛보다 파장이 길다는 가정은 단지 유비에만 근거한 것이 아니다. "매우 폭넓은 범위의 현상들이 똑같은 결론을 보다 직접적으로 보여준다!” 투명판, 회절 혹은 굴절. 이들은 모두 입자론에서는 입자론 지지자들조차 충분히 세밀하거나 포괄적인 방식으로 설명된 적이 없다. 반면 이들은 모두 두 빛의 간섭 효과로 한꺼번에 이해될 수 있다.

관련 항목

• 애친슈타인, 밀 대 휴얼 논쟁
• 예측주의 대 포섭주의