존 윌리엄 스트럿(Lord Rayleigh)

 

 Lord Rayleigh(1842 ~ 1912)는 영국의 부유한 가족에서 John William Strutt로 태어났으며, 그의 칭호(레일리 경; Lord Rayleigh)는 그의 아버지가 죽은 후에 상속받았다. 집에서 교육을 받은 후, 커가면서 집에 연구실을 차렸고, 1987년 Maxwell의 죽음으로 Cavendish 연구소를 지도한 5년 간을 제외하고는 이 연구실에서 실험과 이론 양방면에 대해 연구를 수행하였다.

 

 일생의 많은 기간동안, 모든 파동의 행동을 고려하는 일을 하였고, 음향학 및 광학에 많은 기여를 하였다. 지진에 의해 발생되는 한 파동에 그의 이름이 붙기도 하였다. 1887년에는 태양의 짧은 파장에 대한 대기권의 우선적인 산란으로 하늘의 색깔이 푸른 이유를 설명하였다. 광학 기기의 분해능에 대한 공식화는 또 다른 그의 업적 중에 하나이다.

 

 Cavendish 연구소에서 Maxwell이 시작하였던, volt, ampere 그리고 ohm에 대한 표준화 작업을 완결시켰다. 집으로 되돌아온 후에, 공기에서 만들어지는 질소의 농도가 근소하게 더 크다는 것을 발견하였다. 화학자 William Ramsay와 함께, 대기의 1페센트 정도를 차지하는 그 때까지는 알려져 있지 않았던 어떤 가스가 이런 불일치의 이유가 된다는 것을 보였다. 그 가스는 다른 물체와 반응하지 않았으므로, 그리스어로 "불활성(inert)"이라는 의미를 가지는 아르곤(argon)가스로 명명하였다. Ramsay는 다른 불활성 기체인 네온(neon)("새로운(new)"), 크림톤(krypton)("숨은(hidden)") 그리고 제논(xenon)("이상한(strange)")을 발견하였다. 그는 또한 태양의 스펙트럼으로부터 30년 전에 이미 확인되어진 가장 가벼운 불활성 기체인 헬륨(helium)을 분리하였다. helios는 그리스어로 "태양"을 의미한다. Rayleigh와 Ramsay는 그들의 아르곤에 대한 업적으로 1904년도 노벨상을 수상하였다.

 

 아마도 Rayleigh의 과학에 대한 가장 큰 기여는 아르곤의 발견 후에 나온 실험과 맞지 않은 한 공식의 형태로 나타난 것일 것이다. 문제는 흑체 복사 스펙트럼, 즉 흑체 복사에서 파장에 따르는 상대적인 복사 세기를 설명하는 문제였다. Ratleigh는 이 스펙트럼의 모양을 계산하였다. 천문학자 James Jeans는 이 스펙트럼의 모양을 지적하였으므로, 이 계산 결과는 Rayleigh-Jeans 공식으로 알려져 있다. 그 공식은 19세기 말에 알려져 있는 물리법칙을 직접적으로 따랐음에도 불구하고, Rayleigh와 Jeans도 알아 차렸던 것처럼 절망적으로 부정확한 공식이었다.(예를 들면, 그 공식은 흑체 복사는 무한대의 비율로 에너지를 복사해야만 한다는 것을 예측하고 있다.) 흑체 복사에 대한 올바른 공식을 찾기 위한 노력은 Max Plank와 Albert Einstein으로 하여금 복사에 대한 양자 이론의 기초를 세우게 하였고, 이 이론은 물리를 혁명적으로 바꾸는 이론이였다.

 

 양자 이론과 그 바로 뒤를 이은 Einstein의 상대성 이론의 성공에도 불구하고, Rayleigh는 그 뒤 평생동안 고전물리에 헌신하였고, 결코 이 두 새 이론을 받아들이지 않았으며, 1919년에 작고했다.