Kokospice

전자총으로 전자를 한 알(?)씩 쏘아 이중슬릿을 지나게 하면[[1]], 이중슬릿 너머의 스크린에는 점차 회절무늬(간섭무늬)가 나타나게 된다.

이것은 입자인 전자가 파동의 성질을 가지고 있다는 실험이라고 주장되며, 양자역학을 설명하는데 있어서 중요한 실험이 된다.

이번엔 입자인 전자를 쏘는 것이 아니라, 파동을 하나씩 보내보자.

연속적인 파동이 아니라, 하나의 파동이 스크린에 도착한 후에 다음 파동을 보내는 식으로 띄엄띄엄 파동을 보낸다. (전자총으로 전자를 한 알씩 띄엄띄엄 쏠 때처럼 말이다)

그렇게 하면, 그림처럼 회절무늬가 나타나는 대신 중앙의 한줄무늬로만 나타나게 된다.

즉, 일정 간격을 두고 하나 씩 보내지는 파동이 이중슬릿을 '동시에' 통과한다면, 회절무늬는 나타나지 않아야하고 중앙의 한줄 무늬만 나타나야 한다.

단일 전자의 이중슬릿실험이 입자인 전자가 파동성, 즉, 파동의 성질을 가졌다고 주장하려면 먼저 단일 파동의 성질에 충실해야 한다.

만일 회절무늬가 나타난다면 그림처럼 하나의 파동이 이중슬릿을 각각 다른 시간대에 통과했다는 것을 의미한다. (단일 파동을 직각으로 쏘지 않고 비스듬히 띄엄띄엄 쏘면, 중앙은 아니지만 측면에 한줄무늬로 나타난다)

회절무늬는 이중슬릿 중 하나의 슬릿을 통과한 파동이 다른 시간대에 발생하여 이중슬릿 중 다른 슬릿을 통과한 파동과 겹치기 때문에 나타나는 현상이다.(연속적인 파동)

즉, 띄엄띄엄 한 알씩 발사하는 전자를 이용한 이중슬릿 실험에서 회절무늬가 아니라 중앙의 한줄무늬만 나타나야만 올바로된 전자의 파동성을 입증하는 이중슬릿실험이라 할 수 있다.

전자를 띄엄띄엄 한 알씩 발사했는데도 한줄무늬가 아닌 회절무늬가 나타난다면...

실험 환경이 잘못된 것이다.

즉, 전자를 한 알씩 쏘았다고 하지만, 실제로는 전자를 한 알씩 쏠 때마다(또는 지속적으로) 각각 다른 시간대에 발생한 여러 개의 파동(연속적인 파동)이 발생한(유입된) 것이거나, 하나의 파동이 실험공간내에서 난반사된 것이다.

입자인 전자의 파동성을 실험하는 실험 공간 내에는 일체 어떤 파동도 없어야 한다.