마찰력은 상황에 따라 도움이 되기도 하고 방해가 되기도 한다.
빛은 파동성과 입자성을 동시에 가진다.
이처럼 객관적이고 보편적인 과학도 이중적일 수 있다.
Q1다음 제시문을 읽고 물음에 답하라.
(가) 마찰력은 원자들 사이의 전자기 상호작용 때문에 생긴다. 액체-기체 사이의 마찰력은 고속으로 떨어지는 빗방울의 속도를 늦추고 맥주잔에 거품이 올라오는 속도를 지연시킨다. 정유관에서 석유가 흐르거나 혈관에서 피가 흐를 때에는 고체-액체 사이의 마찰력이 작용한다. 이 힘 때문에 물속에서는 총알이 쓸모가 없고, 바닥에 흘린 기름 위에서 미끄러지면 위험하다. 고체-기체 사이의 마찰력은 파이프나 폐 속에서 공기가 흐르는 것을 방해한다. 이 힘은 자동차나 야구공의 움직이는 속도를 늦추고 낙하산이 추락하지 않도록 떠받친다. 고체-고체 마찰력은 인간이 땅 위를 걷기 위해서 없어서는 안 될 힘이다. 이 힘은 옷이나 느슨해진 가구가 해체되는 것을 막아주고 자동차가 브레이크로 멈춰 설 수 있게 한다. 이처럼 마찰력은 상황에 따라 도움이 되기도 하고 방해가 되기도 한다.
우리는 걸을 때 외부힘을 이용한다. 우리가 바닥을 뒤로 밀면 뉴턴의 제3법칙에 의해 바닥이 앞으로 반작용력을 가해 앞으로 나갈 수 있게 한다. 이때 반작용력은 발이 뒤로 미는 운동에 저항하는 마찰력이다. 미는 힘이 최대 정지 마찰력을 넘으면 발이 바닥에서 미끄러진다. 모래 위를 일정한 속도로 달리는 자동차는 선명한 타이어 자국을 남긴다. 이것은 자동차 타이어면이 지면에 대해 운동을 하지 않기 때문이다. 자동차를 움직이고 가속하는 힘은 타이어면과 도로 사이의 정지마찰력이고 타이어가 회전하지 않은 채 미끄러지거나, 바퀴가 공회전할 때 작용하는 힘은 운동마찰력이다.
-출처(물리학, Hecht)
(나)물체가 공기 중을 날아갈땐 두 가지의 저항력이 작용한다. 하나는 공기와 물체의 마찰에 의한 마찰저항이고, 다른 하나는 물체의 앞과 뒤쪽에 작용하는 압력 차이에 의한 형상저항(또는 압력저항)이 다. 물체의 속도가큰 경우는 전체 저항에서 형상저항이 차지하는 비중이 크다. 자동차나 비행기를 유선형으로 만드는 것은 형상 저항을 줄여서 연비를 좋게 하려는 의도이다.
형상저항의 저항력은 속도가 느릴땐 속도에 비례하다가 속도가 빨라지면 속도의 제곱에 비례한다. 하늘 높은 곳에서 빗방울이 떨어지는 당시에는 빗방울의 속도가 매우 느려서 공기의 저항력이 작지만 낙하하면서 점점 속도가 빨라지면 저항력도 속도의 제곱에 비례하여 크게 증가한다. 공기의 저항력이 점점 커지면 중력과 저항력이 동일한 크기가 되는 상황이 발생한다. (빗방울에 작용하는 중력은 질량과 중력가속도의 곱이므로 속도와 무관하게 일정하다) 중력은 물체를 아래로 끌어당기는 방향으로 작용하고 저항력은 물체의 운동과 반대되는 방향, 즉 위로 작용하므로 두 힘은 서로 상쇄된다. 물체에 작용하는 힘이 평형을 이루므로 물체는 속도를 그대로 유지하며 떨어진다. 정확한 표현으로 등가속도운동에서 등속운동으로 바뀌는 셈이다. 이 속도를 종단속도라고 한다. 종단속도는 물체가 땅으로 떨어질 때 도달할 수 있는 최대 속도이자 더 증가할 수 없는 마지막 속도이다.
- 출처(물리를 아는 순간, 조상호)
2) 눈 위를 걸어갈때 선명한 발자국이 남는 이유, 자동차를 부드럽게 정지시키려면 브레이크를 느슨하게 작동시켜야 하는 이유를 정지마찰력과 운동마찰력을 이용하여 설명하라.(단, 운동마찰력은 미끄러지는 속력이 증가할 때 감소한다.)
전문가 클리닉
마찰과 저항은 우리 주변에서 흔히 볼 수 있는 현상입니다. 마찰이 존재하지 않는다면 우리는 걸어 다닐 수도, 물건을 잡을 수도 없을 것입니다. 이러한 마찰과 저항은 상황에 따라 우리에게 도움이 될 수도 있고 방해가 될 수도 있습니다. 문제를 통해 정지마찰력과 운동마찰력 및 저항력을 이해하고 이들이 어떻게 작용하고 있는지 알아봅니다.
예시답안
1)물체가 운동하면 마찰저항과 형상저항이 작용하는데 속도가 빠를 경우 형상저항이 주가 된다. 형상 저항은 물체 속도의 제곱에 비례하므로 다음과 같이 표시된다.
빗방울이 떨어질 때 작용하는 힘은 중력과 부력, 저항력이다. 종단속도로 떨어지는 상태에서는 중력과 저항력이 균형을 이룬다. (부력은 거의 무시할 수준이므로 계산에서 제외한다.)
유성은 철이나 돌로 이뤄져있으므로 밀도가 물에 비해 훨씬 크다. 크기도 크기 때문에 질량도 매우 크다. 위에서 구한 빗방울의 종단속도식에 대입하면 분자항이 커지므로 유성의 종단 속도는 매우 커진다. 크기가 큰 유성은 현실적으로 그 속도에 도달하지 못하고 엄청난 속도로 땅에 떨어진다.
- 출처(물리를 아는 순간, 조상호)
2) 일정한 속도로 걷거나 달리기 위해 발바닥으로 지면을 미는 순간엔 발바닥과 지면이 접촉하여 정지해 있다. 지면(눈)의 입장에서 보면 발바닥은 위에서 내려와 지면과 접촉한후 바로 위로 올라가는 운동을 하기 때문에 정지마찰력이 작용해 눈 위에 선명한 발자국을 남기는 것이다. 일정한 속도로 달릴 때 발의 움직임은 회전바퀴의 운동과 매우 유사하다. 이 경우에도 정지마찰력이 작용 한다. 등속으로 굴러가는 바퀴 테에 빨강 페인트 점이 찍혀 있다고 상상해보자. 이 점이 지면에 닿는 순간이 점은 전체 바퀴가 앞으로 진행하는 것과 크기가 같고 방향이 반대인 운동을 한다. 따라서 이 점은 지면에 닿아 움직이지 않는 것처럼 보인다.
미끄러지는 타이어의 운동마찰력은 저속일 때 크고, 고속일 때 작다. 차가 고속으로 미끄러 질때 급브레이크를 밟게 되면 지면에 대한 타이어의 상대속도가 커서 자동차는 미끄러진다. 자동차를 멈추기 위해서는 브레이크를 서서히 밟으면서 바퀴가 어느 정도의 속도로 돌게 유지해야 한다. 그러면 타이어와 바닥사이의 상대속도차 이가 작아서 정지마찰력이 작용한다.
Q2다음 제시문을 읽고 물음에 답하라.
우리는 빛을 통해 사물을 본다. 눈은 사물에서 나오는 빛을 흡수해서 사물의 모양을 인식하는 일종의 빛검출 장치인 셈이다. 맨눈으로 볼 수 없을 만큼 약한 빛은 눈보다 훨씬 민감한 장치를 이용하 여 검출한다. 현대물리학에서는 빛의 기본단위를‘광자’로 정의하고 빛의 에너지는 광자 하나 에너지의 정수 배라고 한다. 따라서 빛이 약하다는 것은 빛의 광자수가 적은 것을 의미한다.
어떠한 빛 검출기라도 광자의 절반에 해당하는 에너지를 흡수할수 없고, 두 개의 빛 검출 장치가 하나의 광자를 나누어 검출할 수도 없다. 만일 광자를 beam splitter에 통과시키면 어떤 결과가 발생할까? (일반적으로 beam splitter를 통과한 빛은 절반은 반사되고 절반은 투과된다.) 광자는 나누어 검출될 수 없으므로 반사되거나 투과될 것이다. 이러한 빛의 입자성은 아무리 약한 세기의 파동(빛)이라도 둘로 나눠질 수 있다는 파동의 성질과 대조된다. 빛은 파동성과 입자성을 모두 보여 주지만, 그 둘을 동시에 보여주지는 않는다.
빛을 검출한다는 것은 광자를 흡수하는 것을 의미한다. 검출과정에서 광자가 소멸되므로 측정이 계속됨에 따라 빛의 상태는 계속 변한다. 측정 대상을 변화시키지 않으면서 측정할수 있다는 고전 적 관점과는 매우 다르다.
나뭇잎이 초록색으로 보이는 이유는 태양빛 중에서 초록빛만 반사하고 나머지는 모두 흡수하기 때문이다. 그렇다면 모든 빛을 흡수하는 물체가 있을까? 모든 빛을 흡수하는 이상적인 물체를 흑체 (blackbody)라고 한다. 흑체는 흡수한 에너지를 빛의 형태로 다시 내놓는다. 흑체가 내는 빛의색 깔은 온도에 따라 다르다. 온도가 점점 올라가면서 빨강에서 노랑, 파랑으로 색깔이 바뀐다.
- 출처(일반물리학(할리데이),물리1(천재교육),수학없는 물리(홍릉과학출판사))
1) 자연의 어떤 현상을 실험을 통해 관측할 때, 측정하는 과정이 실험 결과에 영향을 미치는가? 자신의 주장에 대해 근거를 제시하고 예를 들어 설명하라.
2) 빛의 파동성과 입자성에 의해 나타나는 현상을 각각 예를 들어 설명하고 상보성에 대하여 논리적으로 서술하라.
전문가 클리닉
빛의 이중성은 고전역학에서 현대물리학(양자역학)으로 넘어가는 계기가 됐습니다. 과학자는 자연을 이해하기 위해 모형을 제시하지만 관찰 결과 모형이 잘못됐다고 판단되면 언제든지 수정할 수 있어야 합니다. 문제를 통해 빛의 이중성을 이해하고 물리학에서 모형이 수정되는 과정을 살펴봅니다.
예시답안
1) 경우에 따라 실험과정이 실험 결과에 크게 영향을 미칠수 있다. 예를 들어 거대한 저수지의 온도를 측정하기 위해 온도계를 넣으면 온도계의 눈금은 저수지의 온도와 같아진다. 온도계와 저수지의 물은 상호작용을 하여 서로 약간의 온도 변화가 생길수 있지만 관측대상 (저수지)에 비해 측정도구(온도계)의 크기가 훨씬 작으므로 이를 무시할수 있다. 그러나 관측대상의 크기가 측정도구에 비해 크지 않을 때는 문제 가 생긴다. 예를 들어 20°C인 작은 물방울의 온도를 10°C인 온도계로 측정한다면 물방울과 온도 계의 상호작용으로 온도는 서로 같아지고 관측자 는 이때의 온도를 읽는다. 즉 측정하고자한 물방 울의 온도가 아니라 온도계와 상호작용한 온도(예를 들어 15°C)를 읽게 되는 것이다.
빛을 이용하여 아주 미시적인 전자를 측정할 경우, 전자의 위치를 알기 위해서는 짧은 파장의 빛을 쪼여야 하지만 짧은 파장의 빛은 에너지가 커서 전자의 운동 상태를 크게 변화시킨다. 긴 파장 의 빛을 사용하면 전자의 운동 상태는 크게 변하 지 않겠지만 전자의 위치를 정확히 알지 못한다. 이와 같이 측정대상이 아주 작은 경우에는 측정 도구가 측정 결과에 큰 영향을 미치게 된다.
2) 가깝게 위치한 두 개의 얇은 슬릿에 빛을 통과 하면 간섭무늬가 발생한다 (Young의 이중슬릿실 험). 간섭현상과 회절현상은 빛의 파동성을 보여 주는 대표적인 현상이다. 반면 금속에 빛을 비추었을 때 금속에서 전자가 튀어나오는 광전효과는 빛의 입자성을 보여주는 대표적인 현상이다. 튀어나온 전자의 최대운동에너지나 전자가 나오는 데 걸리는 시간은 빛의 밝기와 무관하며 금속마 다 다른 한계진동수를 가진다(파동의 에너지는 (진폭)2 과 (진동수)2에 비례한다).
빛은 입자성과 파동성을 동시에 가지지만 실험 의 종류에 따라 하나의 성질만 나타난다. 각각의 에너지나 운동량의 변화를 측정하기 위한 실험에 서는 입자성이 나타나고 공간의 에너지 분포를측 정하기 위한 실험에서는 파동성 나타난다. 이를 빛의 상보성이라 한다. 빛의 파동성과 입자성은 서로 보완하는 관계에 있기 때문에 빛을 이해하 기 위해서는 두 가지 모두 필요하다. 상보성이란 타협의 의미가 아니라 빛이 입자와 파동 사이에 존재한다는 것을 의미한다.
빛은 파동성과 입자성을 동시에 가진다.
이처럼 객관적이고 보편적인 과학도 이중적일 수 있다.
Q1다음 제시문을 읽고 물음에 답하라.
(가) 마찰력은 원자들 사이의 전자기 상호작용 때문에 생긴다. 액체-기체 사이의 마찰력은 고속으로 떨어지는 빗방울의 속도를 늦추고 맥주잔에 거품이 올라오는 속도를 지연시킨다. 정유관에서 석유가 흐르거나 혈관에서 피가 흐를 때에는 고체-액체 사이의 마찰력이 작용한다. 이 힘 때문에 물속에서는 총알이 쓸모가 없고, 바닥에 흘린 기름 위에서 미끄러지면 위험하다. 고체-기체 사이의 마찰력은 파이프나 폐 속에서 공기가 흐르는 것을 방해한다. 이 힘은 자동차나 야구공의 움직이는 속도를 늦추고 낙하산이 추락하지 않도록 떠받친다. 고체-고체 마찰력은 인간이 땅 위를 걷기 위해서 없어서는 안 될 힘이다. 이 힘은 옷이나 느슨해진 가구가 해체되는 것을 막아주고 자동차가 브레이크로 멈춰 설 수 있게 한다. 이처럼 마찰력은 상황에 따라 도움이 되기도 하고 방해가 되기도 한다.
우리는 걸을 때 외부힘을 이용한다. 우리가 바닥을 뒤로 밀면 뉴턴의 제3법칙에 의해 바닥이 앞으로 반작용력을 가해 앞으로 나갈 수 있게 한다. 이때 반작용력은 발이 뒤로 미는 운동에 저항하는 마찰력이다. 미는 힘이 최대 정지 마찰력을 넘으면 발이 바닥에서 미끄러진다. 모래 위를 일정한 속도로 달리는 자동차는 선명한 타이어 자국을 남긴다. 이것은 자동차 타이어면이 지면에 대해 운동을 하지 않기 때문이다. 자동차를 움직이고 가속하는 힘은 타이어면과 도로 사이의 정지마찰력이고 타이어가 회전하지 않은 채 미끄러지거나, 바퀴가 공회전할 때 작용하는 힘은 운동마찰력이다.
-출처(물리학, Hecht)
(나)물체가 공기 중을 날아갈땐 두 가지의 저항력이 작용한다. 하나는 공기와 물체의 마찰에 의한 마찰저항이고, 다른 하나는 물체의 앞과 뒤쪽에 작용하는 압력 차이에 의한 형상저항(또는 압력저항)이 다. 물체의 속도가큰 경우는 전체 저항에서 형상저항이 차지하는 비중이 크다. 자동차나 비행기를 유선형으로 만드는 것은 형상 저항을 줄여서 연비를 좋게 하려는 의도이다.
형상저항의 저항력은 속도가 느릴땐 속도에 비례하다가 속도가 빨라지면 속도의 제곱에 비례한다. 하늘 높은 곳에서 빗방울이 떨어지는 당시에는 빗방울의 속도가 매우 느려서 공기의 저항력이 작지만 낙하하면서 점점 속도가 빨라지면 저항력도 속도의 제곱에 비례하여 크게 증가한다. 공기의 저항력이 점점 커지면 중력과 저항력이 동일한 크기가 되는 상황이 발생한다. (빗방울에 작용하는 중력은 질량과 중력가속도의 곱이므로 속도와 무관하게 일정하다) 중력은 물체를 아래로 끌어당기는 방향으로 작용하고 저항력은 물체의 운동과 반대되는 방향, 즉 위로 작용하므로 두 힘은 서로 상쇄된다. 물체에 작용하는 힘이 평형을 이루므로 물체는 속도를 그대로 유지하며 떨어진다. 정확한 표현으로 등가속도운동에서 등속운동으로 바뀌는 셈이다. 이 속도를 종단속도라고 한다. 종단속도는 물체가 땅으로 떨어질 때 도달할 수 있는 최대 속도이자 더 증가할 수 없는 마지막 속도이다.
- 출처(물리를 아는 순간, 조상호)
2) 눈 위를 걸어갈때 선명한 발자국이 남는 이유, 자동차를 부드럽게 정지시키려면 브레이크를 느슨하게 작동시켜야 하는 이유를 정지마찰력과 운동마찰력을 이용하여 설명하라.(단, 운동마찰력은 미끄러지는 속력이 증가할 때 감소한다.)
전문가 클리닉
마찰과 저항은 우리 주변에서 흔히 볼 수 있는 현상입니다. 마찰이 존재하지 않는다면 우리는 걸어 다닐 수도, 물건을 잡을 수도 없을 것입니다. 이러한 마찰과 저항은 상황에 따라 우리에게 도움이 될 수도 있고 방해가 될 수도 있습니다. 문제를 통해 정지마찰력과 운동마찰력 및 저항력을 이해하고 이들이 어떻게 작용하고 있는지 알아봅니다.
예시답안
1)물체가 운동하면 마찰저항과 형상저항이 작용하는데 속도가 빠를 경우 형상저항이 주가 된다. 형상 저항은 물체 속도의 제곱에 비례하므로 다음과 같이 표시된다.
빗방울이 떨어질 때 작용하는 힘은 중력과 부력, 저항력이다. 종단속도로 떨어지는 상태에서는 중력과 저항력이 균형을 이룬다. (부력은 거의 무시할 수준이므로 계산에서 제외한다.)
유성은 철이나 돌로 이뤄져있으므로 밀도가 물에 비해 훨씬 크다. 크기도 크기 때문에 질량도 매우 크다. 위에서 구한 빗방울의 종단속도식에 대입하면 분자항이 커지므로 유성의 종단 속도는 매우 커진다. 크기가 큰 유성은 현실적으로 그 속도에 도달하지 못하고 엄청난 속도로 땅에 떨어진다.
- 출처(물리를 아는 순간, 조상호)
2) 일정한 속도로 걷거나 달리기 위해 발바닥으로 지면을 미는 순간엔 발바닥과 지면이 접촉하여 정지해 있다. 지면(눈)의 입장에서 보면 발바닥은 위에서 내려와 지면과 접촉한후 바로 위로 올라가는 운동을 하기 때문에 정지마찰력이 작용해 눈 위에 선명한 발자국을 남기는 것이다. 일정한 속도로 달릴 때 발의 움직임은 회전바퀴의 운동과 매우 유사하다. 이 경우에도 정지마찰력이 작용 한다. 등속으로 굴러가는 바퀴 테에 빨강 페인트 점이 찍혀 있다고 상상해보자. 이 점이 지면에 닿는 순간이 점은 전체 바퀴가 앞으로 진행하는 것과 크기가 같고 방향이 반대인 운동을 한다. 따라서 이 점은 지면에 닿아 움직이지 않는 것처럼 보인다.
미끄러지는 타이어의 운동마찰력은 저속일 때 크고, 고속일 때 작다. 차가 고속으로 미끄러 질때 급브레이크를 밟게 되면 지면에 대한 타이어의 상대속도가 커서 자동차는 미끄러진다. 자동차를 멈추기 위해서는 브레이크를 서서히 밟으면서 바퀴가 어느 정도의 속도로 돌게 유지해야 한다. 그러면 타이어와 바닥사이의 상대속도차 이가 작아서 정지마찰력이 작용한다.
Q2다음 제시문을 읽고 물음에 답하라.
우리는 빛을 통해 사물을 본다. 눈은 사물에서 나오는 빛을 흡수해서 사물의 모양을 인식하는 일종의 빛검출 장치인 셈이다. 맨눈으로 볼 수 없을 만큼 약한 빛은 눈보다 훨씬 민감한 장치를 이용하 여 검출한다. 현대물리학에서는 빛의 기본단위를‘광자’로 정의하고 빛의 에너지는 광자 하나 에너지의 정수 배라고 한다. 따라서 빛이 약하다는 것은 빛의 광자수가 적은 것을 의미한다.
어떠한 빛 검출기라도 광자의 절반에 해당하는 에너지를 흡수할수 없고, 두 개의 빛 검출 장치가 하나의 광자를 나누어 검출할 수도 없다. 만일 광자를 beam splitter에 통과시키면 어떤 결과가 발생할까? (일반적으로 beam splitter를 통과한 빛은 절반은 반사되고 절반은 투과된다.) 광자는 나누어 검출될 수 없으므로 반사되거나 투과될 것이다. 이러한 빛의 입자성은 아무리 약한 세기의 파동(빛)이라도 둘로 나눠질 수 있다는 파동의 성질과 대조된다. 빛은 파동성과 입자성을 모두 보여 주지만, 그 둘을 동시에 보여주지는 않는다.
빛을 검출한다는 것은 광자를 흡수하는 것을 의미한다. 검출과정에서 광자가 소멸되므로 측정이 계속됨에 따라 빛의 상태는 계속 변한다. 측정 대상을 변화시키지 않으면서 측정할수 있다는 고전 적 관점과는 매우 다르다.
나뭇잎이 초록색으로 보이는 이유는 태양빛 중에서 초록빛만 반사하고 나머지는 모두 흡수하기 때문이다. 그렇다면 모든 빛을 흡수하는 물체가 있을까? 모든 빛을 흡수하는 이상적인 물체를 흑체 (blackbody)라고 한다. 흑체는 흡수한 에너지를 빛의 형태로 다시 내놓는다. 흑체가 내는 빛의색 깔은 온도에 따라 다르다. 온도가 점점 올라가면서 빨강에서 노랑, 파랑으로 색깔이 바뀐다.
- 출처(일반물리학(할리데이),물리1(천재교육),수학없는 물리(홍릉과학출판사))
1) 자연의 어떤 현상을 실험을 통해 관측할 때, 측정하는 과정이 실험 결과에 영향을 미치는가? 자신의 주장에 대해 근거를 제시하고 예를 들어 설명하라.
2) 빛의 파동성과 입자성에 의해 나타나는 현상을 각각 예를 들어 설명하고 상보성에 대하여 논리적으로 서술하라.
전문가 클리닉
빛의 이중성은 고전역학에서 현대물리학(양자역학)으로 넘어가는 계기가 됐습니다. 과학자는 자연을 이해하기 위해 모형을 제시하지만 관찰 결과 모형이 잘못됐다고 판단되면 언제든지 수정할 수 있어야 합니다. 문제를 통해 빛의 이중성을 이해하고 물리학에서 모형이 수정되는 과정을 살펴봅니다.
예시답안
1) 경우에 따라 실험과정이 실험 결과에 크게 영향을 미칠수 있다. 예를 들어 거대한 저수지의 온도를 측정하기 위해 온도계를 넣으면 온도계의 눈금은 저수지의 온도와 같아진다. 온도계와 저수지의 물은 상호작용을 하여 서로 약간의 온도 변화가 생길수 있지만 관측대상 (저수지)에 비해 측정도구(온도계)의 크기가 훨씬 작으므로 이를 무시할수 있다. 그러나 관측대상의 크기가 측정도구에 비해 크지 않을 때는 문제 가 생긴다. 예를 들어 20°C인 작은 물방울의 온도를 10°C인 온도계로 측정한다면 물방울과 온도 계의 상호작용으로 온도는 서로 같아지고 관측자 는 이때의 온도를 읽는다. 즉 측정하고자한 물방 울의 온도가 아니라 온도계와 상호작용한 온도(예를 들어 15°C)를 읽게 되는 것이다. 빛을 이용하여 아주 미시적인 전자를 측정할 경우, 전자의 위치를 알기 위해서는 짧은 파장의 빛을 쪼여야 하지만 짧은 파장의 빛은 에너지가 커서 전자의 운동 상태를 크게 변화시킨다. 긴 파장 의 빛을 사용하면 전자의 운동 상태는 크게 변하 지 않겠지만 전자의 위치를 정확히 알지 못한다. 이와 같이 측정대상이 아주 작은 경우에는 측정 도구가 측정 결과에 큰 영향을 미치게 된다.
2) 가깝게 위치한 두 개의 얇은 슬릿에 빛을 통과 하면 간섭무늬가 발생한다 (Young의 이중슬릿실 험). 간섭현상과 회절현상은 빛의 파동성을 보여 주는 대표적인 현상이다. 반면 금속에 빛을 비추었을 때 금속에서 전자가 튀어나오는 광전효과는 빛의 입자성을 보여주는 대표적인 현상이다. 튀어나온 전자의 최대운동에너지나 전자가 나오는 데 걸리는 시간은 빛의 밝기와 무관하며 금속마 다 다른 한계진동수를 가진다(파동의 에너지는 (진폭)2 과 (진동수)2에 비례한다).
빛은 입자성과 파동성을 동시에 가지지만 실험 의 종류에 따라 하나의 성질만 나타난다. 각각의 에너지나 운동량의 변화를 측정하기 위한 실험에 서는 입자성이 나타나고 공간의 에너지 분포를측 정하기 위한 실험에서는 파동성 나타난다. 이를 빛의 상보성이라 한다. 빛의 파동성과 입자성은 서로 보완하는 관계에 있기 때문에 빛을 이해하 기 위해서는 두 가지 모두 필요하다. 상보성이란 타협의 의미가 아니라 빛이 입자와 파동 사이에 존재한다는 것을 의미한다.
