22회차 빛!!

이번 주제는 빛!
이건 생각보다 복잡한 이야기인데... 괜히 시작했나 싶기도 하고....

일단 깜깜한 방에 들어가서 빨간 조명만 켜 놓고 여러 다른 색깔을 가진 플라스틱 판을 관찰하면서 무슨 색으로 보이는지 확인을 했다.
가장 왼쪽에 놓인 네 개는 까만색처럼 보인다.
그리고 나머지는 왠지 빨간색처럼 보이는데....

정말 어떤 색깔인지 손전등을 켜서 확인을 해 봤는데...

까맣게 보이던 판은 초록색과 파란색이었다....

왜 빨간 불을 켜놨을 때는 이런 색깔을 알 수 없었을까?

잠깐 이 영상을 보고..

Red, Green, Blue 세 가지 빛을 똑같은 양만큼 섞어주면 하얀색이 된다.. 그리고 하얀색 빛을 다시 잘 쪼개면 여러 색깔로 나눌 수도 있는데..
사실 이 하얀색 빛을 백색광이라고 부르는데 여기에는 아주 많은 색상이 섞여있다고 보면 되겠다. 
햇빛이 대표적인 백색광이고 우리가 집에서 쓰는 조명도 대부분 백색광이다.
퀴즈! 그럼 내가 쓰는 빛이 백색광인지 아닌지는 어떻게 확인할 수 있을까??? 

우리 눈에 보이는 물체는 물체 자체가 빛을 내지 않는 경우 다른 어딘가에서 온 빛을 반사하고 그 반사된 빛이 우리 눈으로 들어오게 된다.
우리 눈에 하얗게 보이는 물체는 우리가 비춰준 백색광을 다 반사했기 때문에 하얗게 보인다.
그런데 하얀색 물체에 빨간 빛을 비춰주면? 당연히 빨간색만 반사를 하니까 빨갛게 보일테고
그럼 위 사진에 나와있는 두 경우가 어떻게 된 일인지 설명할 수 있겠지?
까만색은 사실 비춰준 모든 색을 흡수해버리기 때문에 반사되어 나오는 빛이 없어서 까맣게 보인다.
그래서 여름에 까만 옷을 입고 있으면 더 덥다고.... 사막에 사는 사람들은 다들 하얀색 긴 옷을 입는 것도 어쩌면??

어.. 근데 추운 북극에 사는 북극곰은 왜 흰색일까????

그 다음.. 빛이 통과하는 물질을 매질이라고 하는데, 매질이 달라질 때 그 경계에서 벌어지는 일을 관찰해보자.

전등 앞에 작은 틈slit을 만들어서 한 줄기 빛이 나올 수 있게 한 다음 그 빛이 아크릴로 만든 블럭을 통과하게 만들었다.
슬릿을 통과한 빛이 블럭에 닿았을 때 일부는 반사되어 나오고 일부는 블럭을 투과해 들어가는 것을 볼 수 있다.
그런데 투과해 들어간 빛은 처음 출발할 때와 달리 다른 각도로 꺾이는 것을 볼 수 있고..
투과된 빛이 블럭에서 빠져나올 때에도 살짝 다른 각도로 꺾이는 것을 볼 수 있다.

빛이 다른 매질과 만나는 경계에서는 반사와 투과, 굴절이 일어나는데.... 특이한 경우에는 굴절된 빛은 보이지 않고 반사만 되는 경우를 관찰할 수 있다.  이걸 확인해보려고 레이저 포인터 하나를 비닐로 감싼 다음 물 속에 집어넣어서 확인을 해봤다. 레이저 포인터의 각도를 조금씩 조절할 때 어느 순간 투과된 빛이 사라지고 전부 반사되는 것을 확인할 수 있었다.

아래 영상에 나온 것을 다음 시간에 직접 해봐야할 것 같음

레이저가 무엇인지 궁금하다면 이걸 보는걸로... 

봤는데 무슨 말인지 모르겠다면 레이저는 똑같은 색깔의 빛이 가지런히 나아가는 것 정도로 생각해도 됨..

그 다음 볼록렌즈를 통과한 빛은 어떻게 되는지, 오목렌즈를 통과한 빛은 어떻게 되는지도 확인을 해봤다.

여전히 빛의 일부는 반사되고 일부는 투과하면서 굴절되는 것을 볼 수 있다.

그런데 거울은 렌즈와 다른 모습을 보여주는데....
반사되는 면이 오목한 녀석에 반사된 빛이 볼록렌즈를 통과한 빛처럼 한 곳으로 모이는 것을 볼 수 있었다.

그리고 아래 그림은.. 앞으로 알게 될 전자기파electromagnetic wave를 보여주는데...파장에 따라 나누어놨다.
엄청나게 다양한 전자기파 중에서 우리 눈이 느낄 수 있는 것은 저기 저 아주 작은 틈에 들어가는 가시광선visible light 뿐이라는...
만약 다른 파장의 전자기파를 감지할 수 있다면 세상은 우리가 눈으로 보는 것과는 다를 수도 있고,
우리 눈으로는 보지 못하는 것을 관찰할 수도 있겠지?

정말로 우리 눈으로는 보지 못하지만 기계의 힘을 빌리면 다른 세상을 볼 수 있게 되기도 한다..

허블망원경 the Hubble Space Telescope은 Ultraviolet through Infrared (115–2500 nanometers) 자외선부터 적외선까지 촬영할 수 있는데, 

아래 사진은 허블망원경이 똑같은 대상을 찍은 사진인데.. 왼쪽은 가시광선을, 오른쪽은 적외선을 찍은 것이란다.

더 많은 사진을 보고싶으면 http://hubblesite.org/

이제 허블망원경이 바라보고 있는 것을 실시간으로도 볼 수 있단다!!

혹시 이걸 직접 확인해보고 싶다면...

TV 리모컨의 앞부분을 휴대전화 카메라로 촬영하면서 리모컨의 버튼을 눌러보자..

우리 눈에는 보이지 않는 무엇인가가 보일지도 모른다..

다음 시간에도 빛을 계속!!!

빛의 각도를 재면서 굴절과 반사가 어떤 특징을 갖는지 좀 더 알아보기로!!