빛의 성질 어떤 것이 있을까요?

지금 무엇이 보이시나요? 거울속의 내가 보이시나요? 열심히 컴퓨터 중이신가요? 독서를 중이신가요? 티비를 보고 계신가요? 사랑하는 가족들과 대화중이시가요? 우리는 매일 무언가를 보고 있습니다. 자고 있다면 눈을 감은 안쪽 눈꺼플을 보고 있습니다. 우리는 평생을 무엇인가를 보고 살아 갑니다. 무엇인가를 볼 수 있는 것은 모두 빛 때문입니다. 빛이 없다면 우리는 아무것도 볼 수 없습니다. 그저 느낄 수만 있습니다. 우리가 무엇을 볼 수 있게 해주는 빛은 무엇일까요? 빛에 대해서 살짝 알아봅시다.

 가장 먼저 할 수 있는 질문입니다. 빛은 무엇인가요? 이 질문에 대한 답을 할 수 있는 사람은 이 세상에 아무도 없습니다. 그 이유는 아무도 빛을 모르기 때문입니다. 우리가 멀리 있는 행성들 은하계를 설명 못하는 이유와 같습니다. 빛이 무엇인지 확실히 보거나 느끼거나 한 사람은 아무도 없기 때문입니다. 단지 가설을 세우고 실험을 통해서 가설에 대한 값이 나와서 그것을 이론으로 다루는 것뿐 아무도 진짜 답은 모릅니다. 그래도 지금까지 많은 과학자들이 이룬 실험과 이론들 그리고 가설들은 그만큼 큰 업적이며 우리에게 큰 도움이 되고 있습니다. 그러면 빛에 대한 여러가지들을 하나하나 알아보겠습니다.

 빛은 우리가 볼 수 있는 부분이 있고 볼 수 없는 부분이 있습니다. 일반적으로 우리가 볼 수 있는 부분을 가시광선이라고 하고 파장이 긴부분을 적외선 파장이 짧은 부분을 자외선이라고 합니다. 적외선과 자외선은 우리의 눈으로 볼 수가 없습니다. 강하기로 따지면 자외선, 가시광선, 적외선 순입니다. 파장이 짧을 수록 강합니다. 자외선쪽으러 더 가면 우리가 엑스레이라고 병원에서 치료를 위해 찍는 x선과 태양에서 수소핵분열로 발생하는 γ선(감마선)이 있습니다. 그리고 파장이 긴 적외선 쪽에는 우리가 평소에 듣는 라디오, 무전기 등의 전파가 자리 잡고 있습니다.

 가장 중요한 빛의 속력입니다. 속력은 299,792,458m/s 입니다. 초당 약 3억미터를 가는 것입니다. km로 해도 초당 30만km를 가는 엄청난 속도입니다. 이 속력는 지구를 1초에 7바퀴를 돌수 있는 속력입니다. 지구에서 달까지는 1초가 걸립니다. (지구에서 달까지의 거리는 약 38만km입니다.) 빛은 매질(물이나 공기등의 공간을 채우는 물질)이 있으면 속도가 줄어 듭니다. 위에 언급한 속력은 진공에서의 속력입니다. 빛은 물에서는 원래 속력의 3/4의 속력으로 움직입니다.

 빛은 여러가지 성질이 있습니다. 직진성, 반사와 투과, 굵적, 회절, 간섭이 있습니다. 빛은 이런 성질을 설명하기 위해 현제 두가지 성질을 가지고 있다고 가설하고 있습니다. 빛은 파동성과 입자성을 띠는 이중성을 지녔다고 합니다. 우리가 일반적인 상식으로는 입자성은 상상도 못합니다. 입자가 있다는 것은 질량이 있다는 것인데 빛은 질랴이 없습니다. 그러나 입자적 성질을 띠고 있는 신기한 존재 입니다. 이런 빛의 성질들을 알아보겠습니다.

 첫째 빛의 직진성입니다. 빛은 직진을 합니다. 아인슈타인의 일반상대성이론에 의해 중력에 의해 빛이 휘어지지만 공간이 휘었을뿐 휘어진 공간을 빛은 직진 합니다. 그러므로 빛은 언제나 직진성을 갖으며 이를 이용할 수 있습니다. 레이저빛을 이용한 측량이나 제품의 재단등에도 이용합니다.

 둘째 빛은 반사와 투과의 성질이 있습니다. 반사를 이용하여 드라마나 영화을 촬영하거나 사진을 찍을 때, 반사판을 사용합니다. 투과의 성질은 우리가 사는 집에 있는 유리창이 투과를 이용한것입니다. 유리창으로 외부와 내부를 막아 보온의 효과를 보면서 태양으로 부터 들어오는 적외선의 열을 흡수 할 수 있게 합니다. 비밀하우스도 비슷한 역할을 합니다.

 셋째 빛은 굴절 합니다. 서로 다른 매질을 통과 할때 빛은 굴절을 합니다. 우리가 물속에 동전이 있을때 눈에 보이는 그대로 손을 뻗으면 동전을 잡을 수 없습니다. 이것은 매질에 따른 굴절의 차이 때문에 실제의 위치와 보이는 위치가 다르기 때문입니다. 빛의 굴절과 관계된 법칙은 스넬의 법칙이 있습니다. 스넬의 법칙은 매질이 공기와 물이라고 했을 때, 공기의 굴절률 n1, 입사각을 θ1이고 물의 굴절률을 n2, 굴절각을 θ2라고 하면 n1sinθ1=n2sinθ2입니다. 그림 설명이 필요 하며 다음에 자세하게 다루겠습니다.

 넷째는 간섭입니다. 물속에 돌 두개를 던지면 물결이 치면서 서로 물결이 커지고 작아지고 하는 것처럼 빛도 서로 겹쳐지는 부분은 밝게 보이고 반대 파장이 겹쳐치면 어둡게 보입니다.

 다섯째는 회절입니다. 회절은 빛이 직진성이 있어서 직진하지만 빛을 좁은 곳에 비추면 직진해야하는데 주변에 다른 부분까지 밝게 비춥니다. 이것은 회절 때문에 일어나는 현상입니다. 직진만 한다면 절대 일어나지 않고 딱 들어오는 통로만큼만 빛이 벽에 보일 것입니다.

 빛을 알아가면서 과학은 더 발전 할 것입니다. 빛을 이용하는 것은 우리 주면에 많습니다. 안경과 여러가지 광원을 이용한 것들 태양광 발전등에 이용되있습니다. 빛에 대해 더 많이 알게 된다면 우리는 보다 더 좋은 생활을 할것입니다. 안경도 발달 할 것이고 빔프로잭트는 없어지고 3d영상을 실생활에 활용할 수도 잇을겁니다. 감사합니다.