파동이란 무엇일까?

양자역학의 이중슬릿을 설명하려는데 파동이 정확히 무엇인지 잘 모르겠다. 

입자와 파동의 다른 점은 입자는 하나씩 나가는 거고 파동은 매질을 통해 에너지를 전달한다고 하는데 '매질은 또 뭐고 에너지는 뭐지?'하는 생각이 들어 우선 파동에 대해 자세히 알아보기로 한다.

매질은 전달하는 물질이다. 

연못에 돌을 던져 물결이 일렁이면 물분자가 매질일 것이고 지진이 나면 흔들리는 땅이 매질이다.

에너지는 매질을 움직이는 힘이다.

위의 예에서 에너지는 물결을 일렁이게 만드는 힘이고 땅을 흔드는 힘이다.

매질과 에너지의 정의를 합하면 파동은 에너지로 인해 매질이 퍼져나가는 현상이다.

모바일로 음악을 들으면 전기적 신호(에너지)가 스피커를 통해 공기(매질)를 흔드는 파동이 우리 고막을 울려 소리를 들을 수 있다.

파동의 설명을 보면 매질은 제자리에서 움직이고 진동을 전달만 한다고 한다. 

예를 들어 10명의 사람이 한팔 간격으로 일렬로 서있는데 제일 뒤에 있는 사람(매질)부터 앞사람의 등을 팔로 살짝 미는 행동(진동)을 맨 앞에 사람까지 차례대로 한다면 제자리에서 움직여 진동을 전달했다고 보는 것이다.

그렇다면 양자역학을 설명하기 위한 파동에서 매질은 무엇일까?

전하가 가속운동을 하면서 전자기파(전기가 흐를 때 전기장과 자기장이 공간상으로 방사되는 파동, 전자기파중 가시광선 영역이 빛을 의미)를 방출하는데 전자기파는 예외적으로 매질이 없다. 

왜 빛은 매질이 없지? 다음에 알아보자.