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빛이 보여 주는마술, 신기루 여름철 무더운 날 자동차를 타면 아스팔트 위에 물웅덩이가 있는 것처럼 보이는 경우를 본 적이 있을 것입니다. 그러나 그 물웅덩이는 가까이 가면 사라져버립니다. 이러한 현상은 신기루 현상입니다. 그리고 신기루는 사막 지대에서 목마른 사람이 오아시스 모양의 신기루에 속아 헤매는 이야기에 자주 인용되는 소재이기도 합니다. 아스팔트가 여름에 햇볕을 받아 뜨거워지면 그 주위 공기 역시 위의 공기에 비해 뜨거워집니다. 뜨거운 공기는 차가운 공기에 비해 밀도가 낮은데 이러한 밀도 차이에 의해 빛이 굴절하게 됩니다. 따라서 지면에 있는 공기로 빛이 들어올수록 그 빛은 위쪽으로 휘게 되어 반대편 물체가 지면에 있는 것처럼 보이게 되는 것입니다. 신기루란 이렇게 밀도가 서로 다른 공기층에서 빛..

전구의 이용 전구의 다양한 이용불이 켜진 전구는 광원으로 조명 기구에 흔하게 이용됩니다. 전구는 가정용 조명 기구뿐만 아니라 닭을 사육하는 양계장의 조명 기구에도 이용되고 크리스마스트리의 장식용으로 이용되기도 합니다. 전구를 이용할 때는 그 용도에 따라 밝기와 전압이 적절한 전구를 선택하여 이용해야 합니다. 전구의 밝기는 10W, 20W와 같이 나타내는데 숫자가 클수록 밝으며, 밝을수록 많은 전기 에너지를 씁니다. 또한 전구를 연결하는 전압에 맞는 전구를 이용해야 합니다. 220V를 사용하는 가정에서 110V짜리 전구를 사용하면 전구에 불이 켜지지 않습니다. 실험실에서 사용하는 꼬마전구도 역시 밝기와 전압이 다양하게 정해져 있습니다. 꼬마전구의 전압이 1.5V인 경우에는 전지를 1개만 연결하여 사용해야 ..

렌즈의 모양과 빛의 굴절 ■ 볼록렌즈 역할을 하는 우리 눈의 수정체 제 2의 뇌라 불리는 눈. 눈이 빛을 받아들여 시신경을 통해 뇌로 전달하면 우리는 사물을 인식하게 됩니다. 이러한 눈은 빛을 모아 주는 각막, 빛의 양을 조절해 주는 홍채, 빛을 굴절시켜 주는 수정체, 상이 맺히는 망막으로 구성되어 있습니다. ▲ 눈의 구조(출처: 에듀넷) 우리가 물체를 정확히 보려면 망막에 상(물체의 모습)이 정확히 맺혀야 합니다. 이를 위해 건강한 수정체는 멀리 있는 것을 볼 때는 편평하지만 가까운 것을 볼 때는 볼록해지면서 빛을 굴절시켜 초점을 조절해 줍니다. 즉, 수정체가 렌즈의 역할을 하는 것이지요. 할아버지나 할머니께서 신문이나 책을 보실 때 돋보기를 사용하시는 모습을 본 적이 있을 것입니다. 왜 나이가 들어 ..

빛의 굴절을 이용한 착시 현상 ■ 빛의 굴절을 이용한 착시 현상 빛의 굴절 때문에 물체의 위치나 크기가 달라져 보이는 현상은 우리 생활 곳곳에서 발견할 수 있습니다. 물 컵에 빨대를 넣으면 빨대가 꺾여 보이는 현상, 계곡이나 풀장의 물의 깊이가 실제보다 얕아 보이는 현상, 물 속에 있는 다리의 길이가 짧아 보이는 현상 등은 모두 빛의 굴절로 인한 것입니다. ▲ 빛의 굴절로 인한 현상(수심이 얕아보이는 현상 / 다리가 짧아보이는 현상)(출처: 에듀넷) 또 굴절은 헛것이 보이게도 합니다. 사막에서 만나는 신기루가 바로 그것입니다. 사막을 지나는 지친 나그네들에게 오아시스는 생명수나 마찬가지입니다. 그런데 가끔 실제로는 아무것도 없는데 마치 오아시스가 있는 것처럼 보이는 경우가 있습니다. 이것이 바로 신기루랍..

강력한 인공의 빛, 레이저 영화나 만화에서, 레이저 광선은 강한 무기로서 등장합니다. 레이저(LASER)는 Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation의 약어로서, 유도 방출 과정에 의한 빛의 증폭을 뜻합니다. 일반적으로 레이저란 말은 레이저 빛을 발생하는 장치를 지칭하기도 합니다. 이러한 레이저 빛은 태양 빛이나 백열 전구, 형광등과 같이 기존의 광선에서 나오는 빛과는 전혀 다른 특성을 갖고 있습니다. ▲ 영화 스타워즈에 등장하는 레이저 검(출처: 에듀넷) 나무 한 그루 전체에 단 하나만의 물방울이 맺혀 있을 때는 나무를 아무리 세게 차도 한 방울의 물밖에 떨어지지 않습니다. 그러나 소나기가 온 후 많은 물방울이 맺혀 있는 나무 기둥을 힘껏 발로 ..

빛의 굴절 ■ 빛의 굴절빛은 통과하는 매질이 바뀌면 속도도 변합니다. 빛은 진공 중에서는 초속 30만km의 속도로 진행하고 공기 중에서는 이보다 약간 낮은 속도로 진행하며, 물속에서는 약 3/4의 속도로 진행합니다. 유리 속에서는 이보다 속도가 더 느려집니다. 이렇게 매질마다 속도가 달라지는 이유는 빛이 매질 속을 지날 때 매질을 이루고 있는 분자와 상호 작용하며 지나가기 때문입니다. 이것은 다음과 같이 일렬로 늘어선 사람들과 악수를 하며 지나가는 상황에 비유할 수 있습니다. ▲ 분자와 상호 작용하는 빛(출처: 에듀넷) 이처럼 빛은 매질마다 다른 속도로 진행하기 때문에 빛이 한 매질에서 다른 매질로 비스듬하게 진행할 때는 그 경계면에서 진행 방향이 꺾이게 되는데 이러한 현상을 '굴절'이라고 합니다. 공기..

초콜릿으로 빛의 속력을구하는 방법 속력이란 물체가 얼마나 빠른가를 나타내는 것입니다. 철이와 미애가 100m 달리기 시합을 했습니다. 그 결과 철이는 20초, 미애는 25초가 걸렸습니다. 그럼 누가 더 빠른 건가요? 당연히 철이겠지요. 이때 철이의 속력이 더 크다고 말합니다. 여기서 다음과 같은 사실을 알 수 있습니다. 같은 거리를 움직일 때는 시간이 적게 걸릴수록 속력이 크다. 이번에는 같은 시간 동안 이동한 거리를 비교해 봅시다. 철이는 1시간 동안 4km를, 미애는 2km를 걸어갔습니다. 누가 더 빠른지 알 수 있나요? 당연히 철이입니다. 두 사람은 같은 시간 동안 걸어갔지요? 이럴 때는 걸어간 거리만 비교하면 누가 더 빠른지를 알 수 있습니다. 같은 시간 동안 먼 거리를 이동할수록 속력이 크다. ..

거울의 원리와 이용​♣ 빛의 반사빛은 성질이 같은 물질 내에서 직진하는 성질이 있습니다. 하지만 빛이 물체에 부딪히면 빛의 진행 방향이 바뀌게 되는데 이것을 ‘반사’라고 합니다. 우리가 물체를 눈으로 보게 되는 과정은, 광원에서 출발한 빛이 물체에 부딪혀 반사하고, 반사된 빛이 우리 눈으로 들어오기 때문에 우리는 물체를 볼 수 있게 됩니다. 또, 우리가 영화관에서 영화를 볼 때는 영사기로 영화의 필름에 빛을 쏩니다. 그러면 영사기를 통과한 빛이 앞쪽의 스크린에 반사되어 우리 눈으로 들어오기 때문에 우리가 영화를 감상할 수 있습니다. 빛이 물체 면에서 반사할 때 일정한 규칙이 있습니다. 거울 면에 들어가는 빛을 ‘입사 광선’, 거울 면에서 반사된 빛을 ‘반사 광선’이라고 합니다. 그리고 거울 면에 빛이 닿..