빛과 우리가 보는 물 색깔 사이에 근본적인 관계가
있다는 것을 입증할 수 있는 가장 간단한 실험이 있다.
밤에 물이 든 컵을 놓고 불을 전부 꺼라.
그러면 물컵도 방 안의 다른 모든 것과 함께 사라질 것이다.
물 색깔도 검은색이 된다!
너무나 당연한 얘기라서 의미가 없을 것 같겠지만,
여기에 중요한 것이 있다.
물에 닿는 빛이 없으면 색깔이 전혀 없다는 것이다.
빛이 물에 색깔을 부여한다.
이제 불을 다시 켜고 컵 안의 물 색깔을 욕조 안의
물 색깔과 비교하면 상황이 훨씬 더 흥미로워진다.
욕조가 평범한 하얀색이라면 2센티미터 정도 깊이로
물을 채운 다음 안을 들여다보라.
컵 안의 물처럼 완전히 무색투명하게 보일 것이다.
이제 욕조에 물을 꽤 깊게 채워보라.
좀 더 깊은 물을 쳐다보면 아주 약간 푸른색이
도는 것을 알 수 있을 것이다.
배에서 깊고 맑은 바닷물을 내려다볼 때
물 색깔이 파랗게 보이는 것도 이것 때문이다.
맑은 물은 색깔이 없지만, 색깔을 약간 흡수한다.
빛이 물에 닿으면 일부는 반사되고 일부는 물 분자에 흡수된다.
물에 들어가는 빛은 무지개의 모든 색깔로 이루어져 있고,
그 색깔은 똑같이 흡수되지 않는다.
빨강과 주황, 노랑이 파랑보다 물에 더 많이 흡수된다.
그 결과 백색광이 지나가는 물의 양이 많을수록 더 파랗게 보인다.
하얀 물체가 투명해 보이는 깊은 물에 빠지면
파란색으로 변했다가 시야에서 사라지는 것을
본 적이 있는가?
하얀 욕조 마개를 깊은 욕조 바닥에서 당기면
반대로 옅은 파란색에서 하얀색으로 변하는 것을 볼수 있다.
욕조에서 수영장으로 규모를 더 키우면,
빛이 지나가야 하는 물의 양이 더 많아지고,
더 많은 빨간색부터 노란색까지의 빛이 흡수된다.
수영장 바닥은 하얗지만, 우리가 수영장을
밝은 파란색으로 생각하게 되는 이유다.
과학자들은 물에 흡수되지 않고
가장 멀리까지 갈 수 있는 정확한 색깔을 찾아냈다.
바로 녹청색이다.
(심지어 파장도 찾았다. 480나노미터다)
-<산책자를 위한 자연수업 2> 중
물은 무색무취, 색깔도 없도 냄새도 없어요.
물에 빛이 투과되면 눈으로 볼 수 있는 가시광선 중
빨강, 주황, 노랑처럼 파장이 긴 빛은 물에 흡수되고,
파장이 짧은 파란색 계열만 반사되기에
물이 파란색으로 보입니다.
하늘의 색도 마찬가지죠.
대기가 없다면 하늘은 검은색이 될거예요.
빛이 대기를 통과하면서 파장이 긴 색은(빨강, 주황,
노랑 등) 대기중에 흡수되고 파장이 짧은 파란색 계열은
반사가 되며 하늘이 파랗게 보이게 됩니다.
빛의 각도에 따라서도 하늘의 색도 달라져요.
지평선에 맞닿은 하늘은 옅은 하늘색으로 보이고,
머리 위로 올려다본 하늘은 짙은 색이 됩니다.
태양이 낮게 뜨면(동틀무렵, 혹은 일몰시) 파장이 긴
붉은색 계열이 반사되어 저녁노을처럼
붉은 색으로 보입니다.
하지만 빛의 반사(혹은 산란)만으로 바다나
하늘색이 결정되는 것은 아니예요.
대기중의 공기나 먼지 상태에 의해,
바닷물에 들어있는 미생물이나 부유물에 의해
바다나 하늘의 색깔은 달라집니다.
이런 부수적인 요소를 변할 변(變)자와 셀 수(數)를
써서 '변수(變數)'라고 부르죠.
변수보다 중요한 것은 "빛의 파장"을 아는 것입니다.
파장이 긴 것 순으로 라디오파(AM/FM), 마이크로파,
적외선, 가시광선(빨,주,노,초,파,남,보), 자외선, ×선,
감마선의 차이를 이해하는 것.
이 그림 하나로 많은 것을 알 수 있습니다.
라디오 AM 주파수(그림의 오른쪽 끝)는 파장이 아주 길어요.
파장이 길어서 대기를 통과하지 못하고 휘어지죠.
서울에서 송출한 라디오파가 부산까지 도달할 수 있어요.
파장이 짧을수록 직진 성향과 침투력이 강해
FM주파수는 대기에 부딪혀도 통과해 버려요.
지구가 둥글기 때문에 직선으로 가는 파장이 도달하지
못하는 범위가 생기죠. 그래서 FM은 일정 거리에 따라
주파수가 달라집니다.
서울에서 지방에 내려갈 때 FM 라디오를 틀고가면
약 80킬로미터 지점을 통과할 때쯤 라디오가 들리지 않아요.
지구가 둥글기 때문에 80킬로미터 정도 가면 주파수가
대기로 사라지는 것입니다. (높은 지대는 들리기도 하지만...)
FM보다 파장이 짧은 게 마이크로파예요.
전자레인지가 마이크로파를 이용하죠.
마이크로파를 직접 맞으면 당연히 안 좋겠지만,
적외선을 이용하는 리모컨보다 더 안전합니다.
(전자레인지 괴담은 믿지 마세요)
마이크로파에 조금 더 펄스를 가한 것이 레이더입니다.
전투기 조종사들은 이 펄스파에 그대로 노출이 되죠.
그래서 통계적으로 딸을 더 많이 낳는다고 해요.
그 다음 파장이 짧은 것이 적외선.
적외선보다 파장이 더 짧아지면 우리 눈에 보이는
가시광선이 됩니다. 빨,주,노,초,파,남,보와 같은 색이죠.
가시광선보다 파장이 더 짧은 것이 적외선입니다.
살균 작용을 할 수 있을 정도의 파장이지만,
오래 노출되면 피부가 손상이 됩니다.
파장이 매우 짧고 날카로워 투과성향이 강한 것이
X선과 감마선입니다. X선은 뼈를 통과하지 못해
X-ray를 찍으면 뼈가 하얗게 보이죠.
감마선은 뼈까지 통과하는 매우 위험한 파장...
